【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工程机械，具体涉及一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法、装置及系统。
技术介绍
1、目前，随着装备制造业高端化、智能化的需求，工程机械的智能化、无人化已经成为行业内发展趋势与共识，路径跟踪的精确度是无人化中最关键的一环，为了满足这一需求，现有技术中提出通过保持恒定的行驶速度来确保跟踪的准确性，但不同工况、不同目标轨迹下对行驶速度的要求不具有统一性，因此研究和开发出适宜的无人装载机自动调整行驶速度控制方法与系统具有重要的意义。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提出一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法、装置及系统能够有效解决无人装载机在不同工况、不同目标轨迹下自动调整行驶速度的问题。
2、为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本专利技术通过以下技术方案实现：
3、第一方面，本专利技术提供了一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，包括：
4、将获取到的全局坐标系下的第一目标轨迹，转换为车体坐标系下的第二目标轨迹；
5、根据无人装载机的前进或后退状态，计算出车体坐标系下的前车体参考点位姿或后车体参考点位姿；
6、基于前车体参考点位姿或后车体参考点位姿与第二目标轨迹中对应的目标轨迹点位姿，计算出轨迹跟踪过程中的偏差，并基于所述偏差生成第一权重系数；
7、将车体坐标系下的第二目标轨迹划分为若干个子轨迹，计算出各子轨迹的平均曲率，并基于各子轨迹的平均曲率生成第二权重系数；
8、
9、基于所述目标电机转速和获取到的实时电机转速，生成用于调整行驶速度的转速控制指令。
10、结合第一方面，可选地，所述偏差的计算方法包括：
11、基于前车体参考点位姿或后车体参考点位姿与第二目标轨迹中对应的目标轨迹点位姿，计算出前车体参考点或后车体参考点距离对应目标轨迹点的横向偏差，以及前车体参考点或后车体参考点与对应目标轨迹点的航向角偏差；
12、将所述横向偏差与航向角偏差进行加权处理，得到轨迹跟踪过程中的偏差。
13、结合第一方面，可选地，对于第个目标轨迹点，所述偏差的计算公式为：
14、
15、式中，为无人装载机在跟踪第个目标轨迹点时的偏差，、为人为设定权重系数，；为前车体参考点或后车参考点与第个目标轨迹点的横向偏差，为前车体参考点或后车参考点与第个目标轨迹点的航向角偏差。
16、结合第一方面，可选地，所述第一权重系数的生成方法包括：
17、若偏差小于第一阈值，则第一权重系数为；
18、若偏差大于第一阈值，小于第二阈值，则第一权重系数为；
19、若偏差大于第二阈值，则第一权重系数为。
20、结合第一方面，可选地，定义第二目标轨迹包括个子轨迹；每个子轨迹包括个目标轨迹点，各目标轨迹点的坐标为，；
21、各子轨迹的平均曲率的计算公式为：
22、对目标轨迹点，若，则目标轨迹点的曲率为0，否则计算其一阶导数和二阶导数，一阶导数的计算公式为：和，二阶导数的计算公式为：和 ；
23、根据，计算出目标轨迹点的曲率 ；
24、根据，计算出子轨迹的平均曲率，；
25、若平均曲率小于第三阈值，则子轨迹对应的第二权重系数为；
26、若平均曲率大于第三阈值，且小于第四阈值，则子轨迹对应的第二权重系数为；
27、若平均曲率大于第四阈值，则子轨迹对应的第二权重系数为。
28、结合第一方面，可选地，若无人装载机位于子轨迹段，下一个前进或后退目标点为第个目标轨迹点，则所述目标电机转速的计算公式为：
29、
30、式中，为目标电机转速，为设定的基础电机速度；为轨迹跟踪过程中的偏差占目标电机转速的权重系数，为子轨迹平均曲率占目标电机转速的权重系数，且，和均为人为设定权重系数；是第一权重系数，最大为1；是第二权重系数，最大为1。
31、结合第一方面，可选地，在进行轨迹跟踪时，首先寻找出第二目标轨迹上距离前车体参考点或后车体参考点最近的目标轨迹点，作为轨迹跟踪的起点；
32、从目标轨迹点到目标轨迹终点进行遍历，判断第二目标轨迹中相邻目标轨迹点间的间隔是否小于或者等于无人装载机前进或后退的预瞄距离，如果是，则将目标轨迹点作为无人装载机的下一个前进目标点或后退目标点；如果否，则将目标轨迹点作为无人装载机的下一前进目标点或后退目标点。
33、第二方面，本专利技术提供了一种无人装载机自动调整行驶速度的控制装置，包括：
34、目标轨迹转换模块，用于将获取到的全局坐标系下的第一目标轨迹，转换为车体坐标系下的第二目标轨迹；
35、第一计算模块，用于根据无人装载机的前进或后退状态，计算出车体坐标系下的前车体参考点位姿或后车体参考点位姿；
36、第二计算模块，用于基于前车体参考点位姿或后车体参考点位姿与第二目标轨迹中对应的目标轨迹点位姿，计算出轨迹跟踪过程中的偏差，并基于所述偏差生成第一权重系数；
37、第三计算模块，用于将车体坐标系下的第二目标轨迹划分为若干个子轨迹，计算出各子轨迹的平均曲率，并基于各子轨迹的平均曲率生成第二权重系数；
38、目标电机转速生成模块，用于基于所述第一权重系数、第二权重系数以及设定的基础速度，生成目标电机转速；
39、转速控制指令生成模块，用于基于所述目标电机转速和获取到的实时电机转速，生成用于调整行驶速度的转速控制指令。
40、第三方面，本专利技术提供了一种无人装载机自动调整行驶速度的控制系统，包括：
41、位置信息设备，用于提供无人装载机在全局坐标系下的位姿信息；
42、角度传感器，用于采集无人装载机的转向角度；
43、工控机，分别与所述位置信息设备和角度传感器，基于无人装载机在全局坐标系下的位姿信息、无人装载机的转向角度和无人装载机的相关几何结构参数，生成全局坐标系与车体坐标系之间的坐标系转换公式，并执行第一方面中任一项所述的方法。
44、第四方面，本专利技术提供了一种无人装载机自动调整行驶速度的控制系统，包括存储介质和处理器；
45、所述存储介质用于存储指令；
46、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面中任一项所述的方法。
47、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
48、本专利技术提供了一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法、装置及系统，通过检测目标轨迹跟踪偏差和目标轨迹曲率自主对行驶速度进行调整，因此针对不同工况、不同目标轨迹，通过实时计算目标轨迹的跟踪偏差和目标曲率的变化情况，并根据变换情况及时调整行驶速度，无需人工参与，避免了因速度过慢导致的工作效率低和因速度过快导致装载机发生碰撞和侧翻等安全事故，提高了无人装本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：所述偏差的计算方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：对于第个目标轨迹点，所述偏差的计算公式为：
4.根据权利要求2或3所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：所述第一权重系数的生成方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：定义第二目标轨迹包括个子轨迹；每个子轨迹包括个目标轨迹点，各目标轨迹点的坐标为，；
6.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：若无人装载机位于子轨迹段，下一个前进或后退目标点为第个目标轨迹点，则所述目标电机转速的计算公式为：
7.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：在进行轨迹跟踪时，首先寻找出第二目标轨迹上距离前车体参考点或后车体参考点最近的目标轨迹点，作为轨
8.一种无人装载机自动调整行驶速度的控制装置，其特征在于，包括：
9.一种无人装载机自动调整行驶速度的控制系统，其特征在于，包括：
10.一种无人装载机自动调整行驶速度的控制系统，其特征在于，包括存储介质和处理器；
...【技术特征摘要】
1.一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：所述偏差的计算方法包括：
3.根据权利要求2所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：对于第个目标轨迹点，所述偏差的计算公式为：
4.根据权利要求2或3所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：所述第一权重系数的生成方法包括：
5.根据权利要求1所述的一种无人装载机自动调整行驶速度的控制方法，其特征在于：定义第二目标轨迹包括个子轨迹；每个子轨迹包括个目标轨迹点，各目标轨迹点的坐标为，；
...
【专利技术属性】
技术研发人员：郗传松，张泰然，董雯雯，孙辉，刘洲，吴晓宝，郭铮铮，刘兴龙，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司科技分公司，
类型：发明
国别省市：
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