一种流机的自动控制方法、设备及介质技术

本申请公开了一种流机的自动控制方法、设备及介质，用以解决现有的流机通过人工手动控制，安全风险较高，设备损耗较大且工作效率较低的技术问题。方法包括：通过姿态传感器获取当前姿态信息，通过角度传感器获取当前角度信息；根据当前姿态信息及当前角度信息建立流机对应的三维模型，并提取关键点数据；根据各关键点对应的油缸伸缩量及旋转角度值规划对应的目标位置，并根据所处位置确定各关键点运动至目标位置的运动轨迹；根据运动轨迹对应的控制参数生成流机对应的控制指令，并通过上位机将控制指令发送至下位机；通过下位机对控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令控制流机旋转以及铲斗伸缩，实现了对流机的自动控制，提高了工作效率。提高了工作效率。提高了工作效率。

【技术实现步骤摘要】
一种流机的自动控制方法、设备及介质


[0001]本申请涉及自动控制
，尤其涉及一种流机的自动控制方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]随着集装箱运输业的迅速发展，除了码头的前沿机械外，在集装箱货场、中转站以及铁路场站等场所，也都需要性能良好、效率高、多用途的流机。流机是指用于场地的土方挖掘、装车、平整等场合的土方机械，其包括：大臂、小臂、铲斗和油缸等部件，例如：挖掘机、装载机等。
[0003]目前，传统的流机操作主要依赖于管理人员的手动控制，但是仅根据管理人员的主观意识控制流机，不仅流机作业的安全风险较高，对设备的损耗较大，还会浪费大量的人力物力资源，工作效率较低，成本较高。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种流机的自动控制方法、设备及介质，用以解决现有的流机通过人工手动控制，安全风险较高，设备损耗较大，浪费人力资源且工作效率较低的技术问题。
[0005]一方面，本申请实施例提供了一种流机的自动控制方法，包括：
[0006]通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；
[0007]根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；
[0008]根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；
[0009]根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；
[0010]通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。
[0011]在本申请的一种实现方式中，根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，具体包括：
[0012]根据所述大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值，计算所述流机当前时刻的工作状态；
[0013]基于所述流机当前时刻的工作状态，确定所述流机对应的待挖掘任务，并在所述待挖掘任务对应的挖掘平面上铺设等距栅格；
[0014]在所述等距栅格上，确定出完成挖掘任务时对应的挖掘平面，并将完成所述挖掘
任务时对应的挖据平面作为当前挖掘位置；
[0015]在所述等距栅格上，确定出与所述当前挖掘位置相邻的多个栅格交点，并计算各所述栅格交点对应的挖掘代价；
[0016]从所述多个栅格交点中，确定出挖掘代价最小的栅格交点，并将挖掘代价最小的所述栅格交点对应的挖据平面，规划为所述流机对应的目标位置。
[0017]在本申请的一种实现方式中，根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹，具体包括：
[0018]提取所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，以及所述三维模型的特征参数，并根据所述坐标位置信息以及所述三维模型的特征参数，实时得到所述流机在所述三维模型中的所处位置；
[0019]根据所述流机在所述三维模型中的所处位置，预测出所述流机的各关键点从所述所处位置运动到所述目标位置的多条运动轨迹；
[0020]确定所述多条运动轨迹分别对应的多个路段，以及各路段是否包括障碍物，并在所述路段存在障碍物时，确定所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息；
[0021]基于所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息，规划出所述流机的各所述关键点避开所述障碍物，运动至所述目标位置的运动轨迹。
[0022]在本申请的一种实现方式中，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，具体包括：
[0023]接收所述流机对应的待挖掘任务的更新信息，并确定出所述更新信息对应的修改指令；
[0024]根据所述修改指令，对所述运动轨迹对应的控制参数进行更新，并根据更新后的所述控制参数，生成所述流机对应的控制指令。
[0025]在本申请的一种实现方式中，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令之后，所述方法还包括：
[0026]根据所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，并将所述坐标位置信息对应的预设半径范围，作为所述流机对应的当前工作范围；
[0027]基于预先确定出的所述流机对应的运动学模型，以及所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机对应的下一工作范围；
[0028]确定所述流机对应的当前工作范围与所述流机对应的下一工作范围之间的相似度，并在所述相似度小于预设阈值时，通过所述流机的上位机，将所述流机对应的下一工作范围发送至所述下位机；
[0029]通过所述下位机对接收到的所述下一工作范围进行解析，并根据所述解析结果，控制所述流机在所述下一工作范围内工作。
[0030]在本申请的一种实现方式中，通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，具体包括：
[0031]基于姿态传感器对应的预设监控策略，将所述姿态传感器设置于流机的各关键点上；
[0032]通过设置于所述流机的大臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的大臂对应的油缸伸缩量；
[0033]通过设置于所述流机的小臂上的姿态传感器，实时获取所述流机的小臂对应的油缸伸缩量；
[0034]通过设置于所述流机的铲斗上的姿态传感器，实时获取所述流机的铲斗对应的油缸伸缩量；
[0035]根据所述大臂对应的油缸伸缩量、所述小臂对应的油缸伸缩量以及所述铲斗对应的油缸伸缩量，确定出所述流机对应的当前姿态信息。
[0036]在本申请的一种实现方式中，通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息，具体包括：
[0037]基于角度传感器对应的预设监控策略，将所述角度传感器设置于所述流机的各关键点上；
[0038]通过设置于所述流机的上位机上的角度传感器，实时获取所述上位机对应的旋转角度值；
[0039]通过设置于所述流机的下位机上的角度传感器，实时获取所述下位机对应的旋转角度值；
[0040]基于所述上位机对应的旋转角度值以及所述下位机对应的旋转角度值，确定出所述流机的上位机和下位机之间的当前角度信息。
[0041]在本申请的一种实现方式中，根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制，具体包括：
[0042]根据解析结果，确定出针对所述流机的大臂、小臂以及铲斗的控制指令，以使所述下位机根据所述控制指令，控制所述大臂、小臂以及铲斗执行工作任务；其中，所述工作任务至少包括：本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流机的自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，以及通过设置于所述流机的上位机和下位机之间的角度传感器，获取所述流机对应的当前角度信息；根据所述当前姿态信息以及当前角度信息，建立所述流机对应的三维模型，并从所述三维模型中，提取所述流机对应的关键点数据；其中，所述关键点数据至少包括：大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值；根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，并根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹；根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，并通过所述上位机，将所述对应的控制指令发送至所述下位机；通过所述下位机，对所述控制指令进行解析，并根据解析后的控制指令，控制所述流机旋转以及铲斗伸缩，以实现对所述流机的自动控制。2.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据各关键点对应的油缸伸缩量以及旋转角度值，规划所述流机对应的目标位置，具体包括：根据所述大臂、小臂和铲斗对应的油缸伸缩量，以及所述上位机和所述下位机之间的旋转角度值，计算所述流机当前时刻的工作状态；基于所述流机当前时刻的工作状态，确定所述流机对应的待挖掘任务，并在所述待挖掘任务对应的挖掘平面上铺设等距栅格；在所述等距栅格上，确定出完成挖掘任务时对应的挖掘平面，并将完成所述挖掘任务时对应的挖据平面作为当前挖掘位置；在所述等距栅格上，确定出与所述当前挖掘位置相邻的多个栅格交点，并计算各所述栅格交点对应的挖掘代价；从所述多个栅格交点中，确定出挖掘代价最小的栅格交点，并将挖掘代价最小的所述栅格交点对应的挖据平面，规划为所述流机对应的目标位置。3.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述流机的所处位置，确定各所述关键点运动至所述目标位置的运动轨迹，具体包括：提取所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，以及所述三维模型的特征参数，并根据所述坐标位置信息以及所述三维模型的特征参数，实时得到所述流机在所述三维模型中的所处位置；根据所述流机在所述三维模型中的所处位置，预测出所述流机的各关键点从所述所处位置运动到所述目标位置的多条运动轨迹；确定所述多条运动轨迹分别对应的多个路段，以及各路段是否包括障碍物，并在所述路段存在障碍物时，确定所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息；基于所述障碍物在所述三维模型中的坐标信息，规划出所述流机的各所述关键点避开所述障碍物，运动至所述目标位置的运动轨迹。4.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令，具体包括：接收所述流机对应的待挖掘任务的更新信息，并确定出所述更新信息对应的修改指令；
根据所述修改指令，对所述运动轨迹对应的控制参数进行更新，并根据更新后的所述控制参数，生成所述流机对应的控制指令。5.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，根据所述运动轨迹对应的控制参数，生成所述流机对应的控制指令之后，所述方法还包括：根据所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机在所述三维模型中的坐标位置信息，并将所述坐标位置信息对应的预设半径范围，作为所述流机对应的当前工作范围；基于预先确定出的所述流机对应的运动学模型，以及所述流机对应的当前姿态信息，确定所述流机对应的下一工作范围；确定所述流机对应的当前工作范围与所述流机对应的下一工作范围之间的相似度，并在所述相似度小于预设阈值时，通过所述流机的上位机，将所述流机对应的下一工作范围发送至所述下位机；通过所述下位机对接收到的所述下一工作范围进行解析，并根据所述解析结果，控制所述流机在所述下一工作范围内工作。6.根据权利要求1所述的一种流机的自动控制方法，其特征在于，通过设置于流机上的姿态传感器，获取所述流机对应的当前姿态信息，具体包...

【专利技术属性】
技术研发人员：张成杰，管辉，于守水，李凯，郝为建，高玉军，王欣刚，
申请(专利权)人：青岛港国际股份有限公司青岛港董家口矿石码头有限公司，
类型：发明
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