[发明专利]一种无人抓钢机运动转向控制方法及系统

说明书

本申请提供一种无人抓钢机运动转向控制方法及系统，该方法包括：获取抓钢机实时定位信息，根据所述实时定位信息确定当前时间节点所述抓钢机的位置坐标，其中所述抓钢机为履带式抓钢机；获取当前时间节点所述抓钢机的左履带和右履带的瞬时线速度，根据所述瞬时线速度、所述位置坐标建立抓钢机运动模型以根据所述抓钢机运动模型确定所述抓钢机在下一时间节点的位姿状态；根据所述抓钢机初始位置和目标位置进行运动轨迹规划，得到一组不同时间节点的运动轨迹点序列，作为轨迹参考点序列；根据所述下一时间节点的位姿状态与对应轨迹参考点的误差构建抓钢机控制模型，以根据所述抓钢机控制模型控制所述左履带和右履带进行转向使得所述抓钢机向所述目标位置移动。

技术领域

本发明涉及智能钢铁生产应用领域，尤其涉及一种无人抓钢机运动转向控制方法及系统。

背景技术

在钢铁厂废钢作业过程中，抓钢机通常用于对废钢等材料进行抓取和装载等工作，自动化程度较低，工作效率较低，人员招工困难，容易疲劳驾驶，存在安全隐患。如何提高抓钢机工作效率，实现抓钢机自主运行成为当前一大难题。

发明内容

鉴于以上现有技术存在的问题，本发明提出一种无人抓钢机运动转向控制方法及系统，主要解决现有废钢作业自动化程度低影响工作效率的问题。

为了实现上述目的及其他目的，本发明采用的技术方案如下。

本申请提供一种无人抓钢机运动转向控制方法，包括：

获取抓钢机实时定位信息，根据所述实时定位信息确定当前时间节点所述抓钢机的位置坐标，其中所述抓钢机为履带式抓钢机，包括左履带和右履带；

获取当前时间节点所述抓钢机的左履带和右履带的瞬时线速度，根据所述瞬时线速度、所述位置坐标建立抓钢机运动学模型，以根据所述抓钢机运动学模型确定所述抓钢机在下一时间节点的位姿状态；

根据所述抓钢机初始位置和目标位置进行运动轨迹规划，得到一组不同时间节点的运动轨迹点序列，作为轨迹参考点序列；

根据所述下一时间节点的位姿状态与所述轨迹参考点序列中对应轨迹参考点的误差构建抓钢机控制模型，以根据所述抓钢机控制模型控制所述左履带和右履带进行转向使得所述抓钢机向所述目标位置移动。

在本申请一实施例中，获取抓钢机实时定位信息，根据所述实时定位信息确定当前时间节点所述抓钢机的位置坐标，包括：

根据全球定位系统获取所述抓钢机的定位数据；

对所述定位数据进行预处理后转换到地面坐标系，得到所述位置坐标，其中，所述预处理包括滤波校验。

在本申请一实施例中，获取当前时间节点所述抓钢机的左履带和右履带的瞬时线速度，根据所述瞬时线速度、所述位置坐标以及预设的抓钢机运动学模型，确定所述抓钢机在下一时间节点的位姿状态，包括：

根据所述左履带和所述右履带的瞬时线速度确定所述抓钢机的质心瞬时线速度和瞬时角速度；

将所述质心瞬时线速度、质心瞬时角速度以及所述位置坐标建立所述抓钢机运动学模型，得到所述抓钢机下一时间节点的位姿状态，其中所述抓钢机运动学模型包含计算当前时间节点与下一时间节点的位姿状态关系的状态方程。

在本申请一实施例中，根据所述当前时间节点所述抓钢机的位置坐标以及以及所述质心瞬时线速度，计算得到当前时间节点相对于所述目标位置的航向角，根据所述位置坐标和所述航向角确定下一时间节点的所述状态方程，其中所述状态方程表示为：

x(t+1)＝x(t)+V_ccosθ*T

y(t+1)＝y(t)+V_Csinθ*T

θ(t+1)＝θ(t)+ω_c*T