[发明专利]自主清理堆料的系统和方法

说明书

一种控制器实现的方法，用于自动控制自主或半自主机器(100)中的至少一个以沿着工作表面清理至少一个堆料(172，192)。该方法包括利用视觉感知传感器(166)检测所述堆料(172，192)，生成多个堆料视觉检测信号，基于多个堆料视觉检测信号确定堆料(172，192)相对于机器(100)的位置，以及生成机器控制命令以清理堆料(172，192)。

技术领域

本专利公开总体上涉及一种用于自主机器的方法和转向系统，并且更具体地涉及一种用于使自主操作的机器转向以清理堆料的方法和系统。

背景技术

诸如推土机、自动平地机、轮式装载机等的机器用于执行各种任务，诸如道路清理、挖掘、松动、搬运等、工作地点的不同材料，诸如与采矿、运土和其它工业活动相关的那些。当材料被诸如刀片的工具移动时，执行类似道路清理的操作可导致形成堆料。

机器可以以自主、半自主或手动方式操作，以响应于作为机器的工作计划的一部分而生成的命令来执行这些任务。自主操作和半自主操作的机器可以提供优于手动操作的机器的某些优点。例如，自主操作的和半自主操作的机器可以在不考虑人工操作员或环境条件的情况下始终保持生产性。此外，自主系统可以允许在人工操作员不适合或不希望的环境中操作。自主或半自主系统还可以补偿无经验的人工操作员以及与重复任务相关联的低效率。

当执行复杂任务时或在需要同时操纵各种控制器的操作机器中，还可能需要自主或半自主系统。例如，诸如自动平地机的铰接机器包括前框架构件、后框架构件和连接前和后框架构件的铰接接头、以及刀片形式的可移动工具。如在自动平地机中，具有带有两对后轮和一对间隔开的前轮的宽轴轴距的机器存在额外的转向和操作挑战。诸如自动平地机的机器的转向，包括铰接接头的控制和运动，以及在转动时保持对轮子的牵引，面临一种挑战，即由于可移动工具的操作而进一步复杂化，同时优选地保持作用在刀片上的相对恒定的负载。因此，执行需要操纵机器的任务，以及基于诸如清理工地上的堆料的视觉或模糊特征来操作机器可能是特别具有挑战性的。

授予Ono等人的美国公开号2019/0106862A1公开了一种用于通过具有工作机具的自主机器清除堆垛的控制系统。'862公开文本使用mmWave传感器来定位堆料并将其与相应的GPS位置相关联。这些GPS定位存储在基站处。自主机器然后从基站读取GPS点并跟随GPS定位点以清理堆料。这些系统需要相对昂贵的高精度设备。此外，这种系统的操作可能受到使用GPS的限制，GPS可能在城市、隧道等中提供不可靠的结果。

前述背景讨论仅旨在帮助读者。其不旨在限制本文所述的创新，也不旨在限制或扩展所讨论的现有技术。因此，前述讨论不应当被认为指示现有系统的任何特定元件不适合与本文描述的创新一起使用，也不应当被认为指示任何元件在实现本文描述的创新中是必要的。这里描述的创新的实现方式和应用由所附权利要求限定。

发明内容

本发明涉及一种用于沿机器的工作表面自主地清理堆料的方法。该方法包括通过连接到控制器的视觉感知传感器检测堆料，通过控制器生成多个堆料视觉检测信号，基于多个堆料视觉检测信号确定堆料相对于机器的位置，以及通过控制器生成多个机器控制命令以清理堆料。

本发明还涉及一种用于自动控制机器以沿着工作表面清理至少一个堆料的系统。该系统包括视觉感知传感器和控制器。机器上安装有视觉感知传感器。视觉感知传感器适于提供三维数据并生成多个堆料检测信号。控制器被配置成接收多个堆料检测信号，并确定堆料相对于机器的位置。控制器进一步配置成访问机器的转向参数，并生成机器控制命令以清理堆料。机器控制命令包括转向命令、推进命令和机具控制命令中的至少一个。

本发明还涉及一种机器，该机器包括原动机、用于沿路径接合工作表面的地面接合工作机具、视觉感知传感器和控制器。机器上安装有视觉感知传感器。视觉感知传感器适于提供三维数据并生成多个堆料检测信号。控制器被配置成接收多个堆料检测信号，并确定堆料相对于机器的位置。控制器进一步配置成访问机器的转向参数，并生成机器控制命令以清理堆料。机器控制命令包括转向命令、推进命令和机具控制命令中的至少一个。