压路机及其控制器、控制方法和系统技术方案

本发明专利技术公开一种压路机及其控制器、控制方法和系统。该压路机控制方法包括：获取压路机的周围环境信息；确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况；获取车辆姿态信息和车辆位置信息；根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息生成路径规划信息；根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，对压路机进行运动控制。本发明专利技术通过信号采集使用多传感器互补融合技术检测分析周围环境，提高了无人操控压路机的控制精度、自学习能力和自适应能力；并大大提高了无人操控压路机在各种工作状态下快速平稳起步转向精度和速度。

【技术实现步骤摘要】
压路机及其控制器、控制方法和系统
本专利技术涉及压路机领域，特别涉及一种压路机及其控制器、控制方法和系统。
技术介绍
目前传统的压路机全依靠操作手进行施工，部分学校在实验室实现无人操控压路机仅仅是基于卫星在常规环境下进行控制，对于行走、起振、洒水、逼障、识别、跟踪、机群协同作业控制，采用了传统的PID调节和基于卫星定位的姿态信息，对跟踪机群协同作业没有任何调节全凭经验，对现实状态和施工场景没有采集识别反馈。采用常规PID控制法对行走系统进行控制，PID控制器是应用十分广泛的一种调节器。控制系统都是由被控对象和传统PID控制器组成的，PID控制器是一种基于比例积分微分控制的线性控制器，通过偏差对系统的被控对象进行控制。
技术实现思路
鉴于以上技术问题，本专利技术提供了一种压路机及其控制器、控制方法和系统，提高了无人操控压路机的控制精度、自学习能力和自适应能力。根据本专利技术的一个方面，提供一种压路机控制方法，包括：获取压路机的周围环境信息；确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况；获取车辆姿态信息和车辆位置信息；根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息生成路径规划信息；根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，对压路机进行运动控制。在本专利技术的一个实施例中，所述获取压路机的周围环境信息包括：使用感知系统来检测压路机的周围环境信息，其中所述感知系统包括超声波传感器、视觉传感器、姿态传感器、场景传感器、毫米波雷达、压力传感器、转速传感器、振动传感器、激光雷达、惯性导航系统、全球定位系统、红外传感器中的至少一项。在本专利技术的一个实施例中，所述确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况包括：对所述周围环境信息进行处理；对处理后的周围环境信息进行互补融合，并从融合后的周围环境信息中提取环境特征参数；将环境特征参数进行分类筛选，通过一级融合处理确定特征环境方案；将特征环境方案进入二级筛选分析，按照权重确定压路机所在区域的实际状况；确定与所述实际状况相对应的压路机工况。在本专利技术的一个实施例中，所述确定与所述实际状况相对应的压路机工况包括：通过超深度学习结合人工智能确定与所述实际状况相对应的压路机工况。在本专利技术的一个实施例中，所述对所述周围环境信息进行处理包括：通过统计方法分析激光雷达数据；通过特征信息提取和模式识别分析视觉信息。在本专利技术的一个实施例中，所述确定压路机所在区域的实际状况包括：通过数据信号分析雷达数据发现周围运动的物体；结合视觉信息分析结果和雷达数据分析结果识别障碍物，并跟踪移动运动目标。在本专利技术的一个实施例中，所述获取车辆姿态信息和车辆位置信息包括：利用全球定位系统、惯性导航系统和车辆内部传感器中的至少一个来获取车辆姿态信息和车辆位置信息；采用无迹卡尔曼滤波器跟踪车辆姿态信息和车辆位置信息。在本专利技术的一个实施例中，所述根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息生成路径规划信息包括：根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息确定压路机可行驶的道路范围；根据施工或行驶速度、道路复杂程度生成平滑可行走路线；根据静态障碍物、动态障碍物和道路实际状况形成路径规划信息。在本专利技术的一个实施例中，所述根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，对压路机进行运动控制包括：根据正反传递神经网络确定PID控制器的输入行走速度、转向角度和振动频率振动幅值；根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，通过PID控制器实现对车辆速度、发动机转速、车辆方向的控制。根据本专利技术的另一方面，提供一种压路机控制器，所述压路机控制器用于执行如上述任一实施例所述的方法步骤。根据本专利技术的另一方面，提供一种压路机控制系统，包括感知系统和压路机控制器，其中：感知系统，用于检测压路机的周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息，并将所述周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息发送给压路机控制器；压路机控制器，为如上述任一实施例所述的压路机控制器。在本专利技术的一个实施例中，所述压路机控制系统还包括执行装置，其中：执行装置，用于根据压路机控制器的控制指令，实现对车辆速度、车辆方向、车辆驱动和车辆制动的控制。在本专利技术的一个实施例中，所述执行装置包括转向油缸、速度控制模块、制动阀块和却动系统中的至少一项。根据本专利技术的另一方面，提供一种压路机，包括如上述任一实施例所述的压路机控制器、和/或如上述任一实施例所述的压路机控制系统。本专利技术通过信号采集使用多传感器互补融合技术检测分析周围环境，提高了无人操控压路机的控制精度、自学习能力和自适应能力；并大大提高了无人操控压路机在各种工作状态下快速平稳起步转向精度和速度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术压路机控制系统一个实施例的示意图。图2为本专利技术压路机控制系统另一实施例的示意图。图3为本专利技术压路机控制方法一个实施例的示意图。图4为本专利技术一个实施例中信息数据层融合原理示意图。图5为本专利技术一个实施例中视觉信息识别的示意图。图6为本专利技术一个实施例中信息特征层融合原理示意图。图7为本专利技术一个实施例中信息决策层融合原理示意图图8为本专利技术基于BP网络的PID控制系统的原理示意图。图9为本专利技术基于BP网络的PID控制系统的结构原理示意图。图10为本专利技术压路机控制方法另一实施例的示意图。图11为本专利技术压路机控制系统又一实施例的示意图。图12为本专利技术压路机控制系统再一实施例的示意图。图13为本专利技术压路机控制器一个实施例的示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本专利技术及其应用或使用的任何限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本专利技术的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。图1为本专利技术压路机控制系统一个实施例的示意图。如图1所示，所述压路机控制系统可以包括感知系统1和压路机控制器2，其中：感知系统1和压路机控制器2连接。感知系统1，用于检测压路机的周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息，并将所述周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息发送给压路机控制器2。在本专利技术的一个实施例中，感知系统1可以包括超声波传感器、视觉传感器、姿本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压路机控制方法，其特征在于，包括：获取压路机的周围环境信息；确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况；获取车辆姿态信息和车辆位置信息；根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息生成路径规划信息；根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，对压路机进行运动控制。

【技术特征摘要】
1.一种压路机控制方法，其特征在于，包括：获取压路机的周围环境信息；确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况；获取车辆姿态信息和车辆位置信息；根据周围环境信息、车辆姿态信息和车辆位置信息生成路径规划信息；根据路径规划信息和压路机内部的传感器信息，对压路机进行运动控制。2.根据权利要求1所述的压路机控制方法，其特征在于，所述获取压路机的周围环境信息包括：使用感知系统来检测压路机的周围环境信息，其中所述感知系统包括超声波传感器、视觉传感器、姿态传感器、场景传感器、毫米波雷达、压力传感器、转速传感器、振动传感器、激光雷达、惯性导航系统、全球定位系统、红外传感器中的至少一项。3.根据权利要求1或2所述的压路机控制方法，其特征在于，所述确定与所述周围环境信息相对应的压路机工况包括：对所述周围环境信息进行处理；对处理后的周围环境信息进行互补融合，并从融合后的周围环境信息中提取环境特征参数；将环境特征参数进行分类筛选，通过一级融合处理确定特征环境方案；将特征环境方案进入二级筛选分析，按照权重确定压路机所在区域的实际状况；确定与所述实际状况相对应的压路机工况。4.根据权利要求3所述的压路机控制方法，其特征在于，所述确定与所述实际状况相对应的压路机工况包括：通过超深度学习结合人工智能确定与所述实际状况相对应的压路机工况。5.根据权利要求3所述的压路机控制方法，其特征在于，所述对所述周围环境信息进行处理包括：通过统计方法分析激光雷达数据；通过特征信息提取和模式识别分析视觉信息。6.根据权利要求3所述的压路机控制方法，其特征在于，所述确定压路机所在区域的实际状况包括：通过数据信号分析雷达数据发现周围运动的物体；结合视觉信息分析结果和雷达数据分析结果识别障碍物，并跟踪移动运动目标。7.根据权利要求1或2所述的压路机控制方法，其特征在于，所述获取车辆姿态信...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵珠枫，卜宪森，薛力戈，武博文，朱敬花，
申请(专利权)人：徐工集团工程机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32