基于轮廓模型的铲运机转向控制方法、装置及铲运机制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于轮廓模型的铲运机转向控制方法、装置及铲运机，属于铲运机控制领域。本发明专利技术通过获取铲运机的轮廓信息和行走信息；根据轮廓信息和行走信息确定位置偏差和方向偏差；若所述位置偏差大于第一预设阈值同时所述方向偏差大于第二预设阈值时，根据行走信息判断车体运动方向是否为偏离路径方向；若是，以预设变大策略调整换向阀开口；若否，以预设变小策略调整换向阀开口；若位置偏差大于第一预设阈值同时方向偏差小于或等于第二预设阈值或位置偏差小于或等于第一预设阈值同时方向偏差大于第二预设阈值时，以预设变小策略调整换向阀开口。采用铲运机轮廓模型，设定类模糊模型，在保障装备安全的前提下，达到安全驾驶的目的。驾驶的目的。驾驶的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于轮廓模型的铲运机转向控制方法、装置及铲运机


[0001]本专利技术涉及铲运机控制领域，尤其涉及一种基于轮廓模型的铲运机转向控制方法、装置及铲运机。

技术介绍

[0002]地下金属矿山无轨装备按工况可大致分为二类，一类以行驶功能为主要工况的装备，如铲运机、地下汽车，另一类以固定机位与未知作业对象交互为主要工况的装备，如凿岩台车、潜孔钻机、掘进台车、装药台车、湿喷台车、锚网台车等。两类设备因其工况条件、作业对象的差异性，其智能化方向有其一致性，也存在研究重心上的差异。
[0003]因地下金属矿山无轨装备结构形式基本一致，以铰接式车体为主。与常见民用一体式车体从模型上、控制理论上存在本质差异，此类模型存在转向驱动时不规律滑移、装备姿态不同时其运动模型时变性强、基于安全因素受限空间对驾驶策略影响比重因子大等问题。目前常见民用领域自动驾驶技术与露天矿山装备自动驾驶具有高度一致性，都属于通讯定位条件好、开放空间、一体式驱动模型类控制问题，但在本领域无法适用。
[0004]由于铲运机本身结构特点，其动态控制模型为模糊模型，控制过程中存在滑移、转向起始端与负载关联性多变具有较大不确定性、同时对坡度/地面情况有非线性关联性等因素，直接对装备运动模型进行精确控制存在较大不确定性和不可靠性。
[0005]因此，如何实现安全、精确控制铲运车的行驶成为了亟待解决的技术问题。
[0006]上述内容仅用于辅助理解本专利技术的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

[0007]本专利技术的主要目的在于实现安全、精确控制铲运车的行驶的技术问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于轮廓模型的铲运机转向控制方法，所述基于轮廓模型的铲运机转向控制方法包括以下步骤：
[0009]获取铲运机的轮廓信息和行走信息；
[0010]根据所述轮廓信息和行走信息确定位置偏差和方向偏差；
[0011]若所述位置偏差大于第一预设阈值同时所述方向偏差大于第二预设阈值时，根据所述行走信息判断车体运动方向是否为偏离路径方向；
[0012]若判定所述车体运动方向为偏离路径方向时，以预设变大策略调整换向阀开口；
[0013]若判定所述车体运动方向为靠近路径方向时，以预设变小策略调整换向阀开口；
[0014]若所述位置偏差大于所述第一预设阈值同时所述方向偏差小于或等于所述第二预设阈值或所述位置偏差小于或等于第一预设阈值同时所述方向偏差大于所述第二预设阈值时，以所述预设变小策略调整换向阀开口。
[0015]可选的，所述获取铲运机的轮廓信息和行走信息的步骤，包括：
[0016]通过读取预存的铲运机基础数据获取铲运机基本信息；
[0017]在所述基本信息中确定铲运机轮廓信息；
[0018]通过所述铲运机对应的行车记录设备获取行走信息。
[0019]可选的，所述根据所述轮廓信息和行走信息确定位置偏差和方向偏差的步骤，包括：
[0020]通过预设雷达设备确定所述铲运机的周边距离信息；
[0021]根据所述轮廓信息和所述周边距离信息确定位置偏差；
[0022]通过预设激光设备信息确定所述铲运机前后信息；
[0023]根据所述行走信息和所述铲运机前后信息确定方向偏差。
[0024]可选的，所述预设变大策略包括：负角度大或正角度大策略。
[0025]可选的，所述预设变小策略包括：负角度中等调节策略、负角度变小策略、正角度变小策略以及正角度变小策略。
[0026]可选的，所述以所述预设变小策略调整换向阀开口的步骤之后，还包括：
[0027]若所述位置偏差等于所述第一预设阈值同时所述方向等于大于所述第二预设阈值时，保持当前换向阀开口不变。
[0028]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种基于轮廓模型的铲运机转向控制装置，所述基于轮廓模型的铲运机转向控制装置包括：
[0029]信息获取模块，用于获取铲运机的轮廓信息和行走信息；
[0030]偏差获取模块，用于根据所述轮廓信息和行走信息确定位置偏差和方向偏差；
[0031]第一判断模块，用于若所述位置偏差大于第一预设阈值同时所述方向偏差大于第二预设阈值时，根据所述行走信息判断车体运动方向是否为偏离路径方向；
[0032]变大策略模块，用于若判定所述车体运动方向为偏离路径方向时，以预设变大策略调整换向阀开口；
[0033]变小策略模块，用于若判定所述车体运动方向为靠近路径方向时，以预设变小策略调整换向阀开口；
[0034]第二判断模块，用于若所述位置偏差大于所述第一预设阈值同时所述方向偏差小于或等于所述第二预设阈值或所述位置偏差小于或等于第一预设阈值同时所述方向偏差大于所述第二预设阈值时，以所述预设变小策略调整换向阀开口。
[0035]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种铲运机，所述铲运机包括：存储器、处理器，所述处理器在运行所述存储器存储的计算机指令时，执行如上文所述的方法。
[0036]此外，为实现上述目的，本专利技术还提出一种介质，包括指令，当所述指令在铲运机上运行时，使得铲运机执行如上文所述的方法。
[0037]本专利技术通过获取铲运机的轮廓信息和行走信息；根据轮廓信息和行走信息确定位置偏差和方向偏差；若所述位置偏差大于第一预设阈值同时所述方向偏差大于第二预设阈值时，根据行走信息判断车体运动方向是否为偏离路径方向；若是，以预设变大策略调整换向阀开口；若否，以预设变小策略调整换向阀开口；若位置偏差大于第一预设阈值同时方向偏差小于或等于第二预设阈值或位置偏差小于或等于第一预设阈值同时方向偏差大于第二预设阈值时，以预设变小策略调整换向阀开口。采用铲运机轮廓模型，通过设定基于装备外形尺寸和防碰撞原则的类模糊模型，可以在保障装备安全的前提下，利用转向PID控制算法与装备运行速度匹配，达到安全驾驶的目的。
附图说明
[0038]图1是本申请实施例方案涉及的硬件运行环境的铲运机结构示意图；
[0039]图2是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的流程示意图；
[0040]图3是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的铲运机轮廓模型示意图；
[0041]图4是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的位置偏差隶属度函数示意图；
[0042]图5是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的角度偏差隶属度函数示意图；
[0043]图6是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的输出变量隶属度函数示意图；
[0044]图7是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的模糊控制器非线性控制曲面示意图；
[0045]图8是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的角度偏差(di)图；
[0046]图9是本申请基于轮廓模型的铲运机转向控制方法第一实施例的位置偏差(dis)图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于轮廓模型的铲运机转向控制方法，其特征在于，所述基于轮廓模型的铲运机转向控制方法包括：获取铲运机的轮廓信息和行走信息；根据所述轮廓信息和所述行走信息确定位置偏差和方向偏差；若所述位置偏差大于第一预设阈值同时所述方向偏差大于第二预设阈值时，根据所述行走信息判断车体运动方向是否为偏离路径方向；若判定所述车体运动方向为偏离路径方向时，以预设变大策略调整换向阀开口；若判定所述车体运动方向为靠近路径方向时，以预设变小策略调整换向阀开口；若所述位置偏差大于所述第一预设阈值同时所述方向偏差小于或等于所述第二预设阈值或所述位置偏差小于或等于所述第一预设阈值同时所述方向偏差大于所述第二预设阈值时，以所述预设变小策略调整换向阀开口。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取铲运机的轮廓信息和行走信息的步骤，包括：通过读取预存的铲运机基础数据获取铲运机基本信息；在所述基本信息中确定铲运机轮廓信息；通过所述铲运机对应的行车记录设备获取行走信息。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述轮廓信息和所述行走信息确定位置偏差和方向偏差的步骤，包括：通过预设雷达设备确定所述铲运机的周边距离信息；根据所述轮廓信息和所述周边距离信息确定位置偏差；通过预设激光设备信息确定所述铲运机前后信息；根据所述行走信息和所述铲运机前后信息确定方向偏差。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设变大策略包括：负角度大或正角度大策略。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设变小策略...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永玺，徐春，周科平，姚振巩，成锡良，杨承业，杨琛，
申请(专利权)人：湖南斯福迈智能科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：