用于动力机械的自动路径跟踪制造技术

动力机械可以被配置为基于对目标点的追踪而沿着计划路径自动行驶

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于动力机械的自动路径跟踪
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于
2022
年5月7日提交的并且题为“AUTOMATED PATH TRACKING FOR POWER MACHINES(
用于动力机械的自动路径跟踪
)”的美国临时专利申请
no.63/185,630
的优先权，其全部内容通过引用并入本文
。

技术介绍

[0003]本公开针对动力机械
。
更具体地，本公开涉及动力机械在地形上的运动的自动控制，所述运动包括沿着预定和自适应计划路径的运动
。
出于本公开的目的，动力机械包括任何类型的产生用于完成特定任务或各种任务的电力的机械
。
一种类型的动力机械是作业车辆
。
作业车辆，例如装载机，通常是自推进式车辆，其具有可以被操纵以执行作业功能的作业装置，例如提升臂
(
但是一些作业车辆可以具有其他作业装置
)。
举几个例子，作业车辆包括装载机
、
挖掘机
、
多用途车
、
拖拉机和挖沟机等
。
[0004]在某些情况下，动力机械的控制系统可以在没有操作员在场或操作员的主动干预的情况下执行操作
。
例如，动力机械的泵
、
马达
、
气缸和其他致动器可以以已知的方式进行电子控制，以实现特定的驾驶操作
(
例如，转向操作
、<br/>向前或向后行驶等
)
和工作组操作
(
例如操作提升臂或机具
)。
因此，一个或多个适当配置的电子控制设备
(
例如，集线器控制器
)
可以基于各种操作员和非操作员输入自动控制适当的致动器，以自动实现各种动力机械操作
。
在某些情况下，自动操作可以包括在地形上自动跟踪计划路径
。
[0005]以上论述仅针对一般背景信息提供，不意在用于帮助确定所要求保护的主题的范围
。

技术实现思路

[0006]通常，本文公开的示例可以为动力机械提供改进的自动
(
例如，自动化
)
行驶，包括超越计划的行驶路径
。
例如，沿着预先计划路径的行驶可以通过沿着预先计划路径朝向目标点的命令移动来实现，并且目标点的沿着路径的位置可以自适应地更新，包括基于动力机械的当前操作条件
(
例如，行驶速度
)
或环境情境
(
例如，局部路径曲率
)
自适应地更新
。
在一些情况下，当动力机械的行驶速度相对较低时，可以确定目标点的较近位置，而当动力机械的行驶速度相对较高时，可以确定目标点的更远位置
。
相应地，在一些情况下，较近的位置可以对应于接近或执行转弯的动力机械，而较远的位置可以对应于沿着路径的大致低曲率部分行驶的动力机械
。
在一些情况下，自适应更新目标点的实现可以改善动力机械的实际行驶路径的平滑，从而通常提高操作效率
。
[0007]本公开的一些示例提供了一种用于控制动力机械的行驶
(
例如，自动控制自动行驶
)
的方法，该方法可以使用一个或多个处理器设备
(
例如，通用或专用电子控制器
)
来实现
。
可以在起始位置和目的地之间识别动力机械的行驶的计划路径
。
沿着计划路径的目标点可以基于目标点与动力机械的设定距离以及命令动力机械朝向目标点的行驶来确定
。
动力机械的一个或多个牵引元件可以被控制以使动力机械自动朝向目标点行驶
。
当动力机械
自动朝向目标点行驶时，可以基于计划路径的局部曲率或动力机械的行驶速度中的一个或多个来更新设定距离
。
当动力机械自动朝向目标点行驶时，可以基于更新的设定距离来更新目标点沿计划路径的位置
。
[0008]在一些示例中，更新目标点与动力机械的设定距离包括基于动力机械的行驶速度的增加来增加设定距离，以及基于动力机械的行驶速度的降低来减少设定距离
。
在一些示例中，可以基于计划路径的局部曲率的增加来自动降低动力机械的命令行驶速度，并且可以基于计划路径的局部曲率的减少来自动增加动力机械的命令行驶速度
。
[0009]在一些示例中，控制一个或多个牵引元件以使动力机械自动朝向目标点行驶可能导致动力机械偏离计划路径
。
在一些示例中，与计划路径的偏离可能导致动力机械的实际行驶路径在沿着计划路径的公共端点之间局部短于计划路径
。
在一些示例中，与计划路径的偏离可能导致动力机械从起始位置到目的地的总实际行驶路径比如所测量的从起始位置到目的地的计划路径更短
。
[0010]在一些示例中，更新目标点与动力机械的设定距离可以还基于动力机械对用于路径跟踪的多个预定操作模式中的至少一个操作模式的选择
(
例如，用户选择
)。
[0011]在一些示例中，更新目标点与动力机械的设定距离还可以基于动力机械的转弯半径
。
[0012]在一些示例中，更新目标点与动力机械的设定距离包括在基本上完成沿着计划路径的转弯时将设定距离增加到最大值
。
[0013]一些示例提供了一种被配置成用于自动操作的动力机械
。
动力机械可以包括：主框架；一个或多个牵引元件，该一个或多个牵引元件被配置为在地形上移动主框架；由主框架支撑的一个或多个作业元件；和动力源，该动力源由主框架支撑并且被配置为向一个或多个牵引元件提供牵引动力并且向一个或多个作业元件提供作业动力
。
一种控制系统可以包括一个或多个处理器设备，该处理器设备被配置为执行控制操作，包括：识别用于动力机械的自动行驶的计划路径的第一局部曲率；基于第一局部曲率设置用于动力机械的第一目标行驶速度；确定动力机械的当前位置；基于动力机械的当前位置和第一局部曲率或第一目标行驶速度中的一个或多个，识别目标点的沿着计划路径的第一位置；以及控制动力机械的自动行驶，包括基于所识别的目标点的第一位置命令动力机械的第一航向以自动控制动力机械的行驶
。
[0014]在一些示例中，基于第一局部曲率或第一目标行驶速度中的一个或多个来识别目标点沿计划路径的第一位置包括基于第一局部曲率确定第一目标行驶速率，以及基于第一目标行驶速度识别目标点的位置
。
[0015]在一些示例中，当动力机械沿着第一航向朝向目标点行驶时，可以基于计划路径的第二局部曲率或动力机械的第二行驶速度中的一个或多个来识别目标点沿着计划路径的更新位置
。
控制动力机械的自动行驶可以包括基于所识别本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种用于控制动力机械的行驶的方法，所述方法包括：使用一个或多个处理器设备识别所述动力机械在起始位置和目的地之间行驶的计划路径；使用一个或多个处理器设备，基于沿着所述计划路径的目标点与所述动力机械的设定距离，确定沿着所述计划路径的所述目标点，并命令所述动力机械朝向所述目标点行驶；使用一个或多个处理器设备控制所述动力机械的一个或多个牵引元件，以使所述动力机械自动朝向所述目标点行驶；当所述动力机械自动朝向所述目标点行驶时，使用一个或多个处理器设备，基于所述计划路径的局部曲率或所述动力机械的行驶速度中的一个或多个来更新所述设定距离；和当所述动力机械自动朝向所述目标点行驶时，使用一个或多个处理器设备，基于更新的所述设定距离来更新所述目标点沿着所述计划路径的位置
。2.
根据权利要求1所述的方法，其中，更新所述目标点与所述动力机械的所述设定距离包括基于所述动力机械的所述行驶速度的增加来增加所述设定距离，以及基于所述动力机械的所述行驶速度的减小来减小所述设定距离
。3.
根据权利要求2所述的方法，还包括：基于所述计划路径的所述局部曲率的增加来自动降低所述动力机械的命令行驶速度，并且基于所述计划路径的所述局部曲率的减少来自动增加所述动力机械的所述命令行驶速度
。4.
根据权利要求1所述的方法，其中控制所述一个或多个牵引元件以使所述动力机械自动朝向所述目标点行驶导致所述动力机械偏离所述计划路径
。5.
根据权利要求4所述的方法，其中，与所述计划路径的偏离导致所述动力机械的在沿着所述计划路径的公共端点之间局部地短于所述计划路径的实际行驶路径
。6.
根据权利要求5所述的方法，其中，与所述计划路径的偏离导致所述动力机械的短于所测量的从所述起始位置到所述目标地的计划路径的从所述起始位置到所述目的地的总实际行驶路径
。7.
根据权利要求1所述的方法，其中，更新所述目标点与所述动力机械的所述设定距离还基于所述动力机械对用于路径跟踪的多个预定操作模式中的至少一个操作模式的选择
。8.
根据权利要求1所述的方法，其中，更新所述目标点与所述动力机械的所述设定距离还基于所述动力机械的转弯半径
。9.
根据权利要求1所述的方法，其中，更新所述目标点与所述动力机械的所述设定距离包括在基本上完成沿着所述计划路径的转弯时将所述设定距离增加到最大值
。10.
一种被配置成用于自动操作的动力机械，所述动力机械包括：主框架；一个或多个牵引元件，所述一个或多个牵引元件被配置为在地形上移动所述主框架；由所述主框架支撑的一个或多个作业元件；动力源，所述动力源由所述主框架支撑并且被配置为向所述一个或多个牵引元件提供牵引动力并且向所述一个或多个作业元件提供作业动力；和控制系统，所述控制系统包括一个或多个处理器设备，所述处理器设备被配置为：识别用于所述动力机械的自动行驶的计划路径的第一局部曲率；基于所述第一局部曲率设置用于所述动力机械的第一目标行驶速度；
确定所述动力机械的当前位置；基于所述动力机械的所述当前位置以及所述第一局部曲率或所述第一目标行驶速度中的一个或多个，识别目标点的沿着所述计划路径的第一位置；和控制所述动力机械的自动行驶，包括基于所识别的所述目标点的所述第一位置命令所述动力机械的第一航向以自动控制所述动力机械的行驶
。11.
根据权利要求
10
所述的动力机械，其中，基于所述第一局部曲率或所述第一目标行驶速度中的所述一个或多个来识别所述目标点沿着所述计划路径的所述第一位置包括基于所述第一局部曲率来确定所述第一目标行驶速度，以及基于所述第一目标行驶速度来识别所述目标点的所述位置
。12.
根据权利要求
11
所述的动力机械，其中，所述一个或多个处理器设备被配置为：当所述动力机械沿着所述第一航向朝向所述目标点行驶时，基于所述计划路径的第二局部曲率或所述动力机械的第二行驶速度中的一个或多个，识别所述目标点沿着所述计划路径的更新位置；和进一步控制所述动力机械的自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：凯勒，
申请(专利权)人：斗山山猫北美公司，
类型：发明
国别省市：