【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及挖掘机远程操控，特别是涉及一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、针对远程操控的挖掘机，驾驶员并未处于驾驶操作环境中，而是通过电子屏幕所展示的画面进行操作，那么在远程操控时无法感知挖掘机整车位姿状态，而工作地面起伏较大，难以按照以往的驾驶习惯去操控，导致工作效率较低；同时，挖掘机在不平整的地面、斜坡或起伏较大的物料堆上作业时，可能会由于操作员没能实时感知到挖掘机倾斜，导致侧翻事故。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术提出了一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法及系统，将挖掘机的实时姿态通过座舱变化反馈给驾驶员，在远程操控时能够实时感知挖掘机整车位姿状态，提高工作效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、第一方面，本专利技术提供一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，包括：
4、构建座舱电动缸的固定端坐标系和活动端坐标系，并得到活动端坐标系相对于固定端坐标系的旋转变化矩阵；
5、获取挖掘机的姿态数据，将挖掘机的姿态数据对应到活动端坐标系上，得到轴变化角度，根据轴变化角度、座舱电动缸的活动端在活动端坐标系上的初始坐标值和旋转变化矩阵得到活动端在固定端坐标系上的坐标值；
6、根据座舱电动缸的固定端在固定端坐标系上的坐标值和活动端在固定端坐标系上的坐标值，得到对应的电动缸连杆
7、根据电动缸连杆期望长度和电动缸连杆实际长度，控制座舱电动缸动作，以调整座舱姿态。
8、作为可选择的实施方式，活动端坐标系中，由座舱电动缸的活动端构成的面的三轴相对于固定端坐标系的轴变换矩阵分别为：
9、
10、
11、
12、其中，ψz、ψy、ψx分别为围绕活动端坐标系的三轴变化的角度。
13、作为可选择的实施方式，所述旋转变化矩阵为：
14、
15、其中，sψ是sinψ的简写，cψ是cosψ的简写。
16、作为可选择的实施方式，以座舱电动缸的活动端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点o1，x轴为o1p1方向，y轴为o1点出发沿着p3指向p2方向，z轴为垂直于上平面向上，p1、p2、p3为座舱电动缸的活动端；则p1、p2、p3在活动端坐标系上的初始坐标值为：
17、
18、其中，r1为原点o1到顶点的距离。
19、作为可选择的实施方式，以座舱电动缸的固定端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点o2，x轴为沿着o2q1方向，y轴为o2点出发沿着q3指向o2方向，z轴为垂直于底面向上，q1、q2、q3为座舱电动缸的固定端；则q1、q2、q3在固定端坐标系上的坐标值为：
20、
21、其中，r2为原点o2到顶点的距离。
22、作为可选择的实施方式，将座舱电动缸的活动端在活动端坐标系上的初始坐标值和旋转变化矩阵相乘，得到活动端在固定端坐标系上的坐标值；将活动端在固定端坐标系上的坐标值与固定端在固定端坐标系上的坐标值相减，得到每组座舱电动缸连杆期望长度，且活动方向为沿z轴方向运动。
23、作为可选择的实施方式，挖掘机的姿态数据包括俯仰角和翻滚角。
24、第二方面，本专利技术提供一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制系统，包括：
25、坐标系构建模块，被配置为构建座舱电动缸的固定端坐标系和活动端坐标系，并得到活动端坐标系相对于固定端坐标系的旋转变化矩阵；
26、坐标变换模块，被配置为获取挖掘机的姿态数据，将挖掘机的姿态数据对应到活动端坐标系上，得到轴变化角度，根据轴变化角度、座舱电动缸的活动端在活动端坐标系上的初始坐标值和旋转变化矩阵得到活动端在固定端坐标系上的坐标值；
27、目标确定模块，被配置为根据座舱电动缸的固定端在固定端坐标系上的坐标值和活动端在固定端坐标系上的坐标值，得到对应的电动缸连杆期望长度；
28、目标跟踪模块，被配置为根据电动缸连杆期望长度和电动缸连杆实际长度，控制座舱电动缸动作，以调整座舱姿态。
29、第三方面，本专利技术提供一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成第一方面所述的方法。
30、第四方面，本专利技术提供一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成第一方面所述的方法。
31、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
32、本专利技术提出了一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法及系统，通过采集挖掘机工作状态的姿态数据，将姿态数据通过远程传输到驾驶室，作为座舱的姿态调整输入参数，座舱采用三组电动缸，每一组电动缸进行独立控制，根据座舱电动缸的固定端坐标系和活动端坐标系的坐标变换分析，得到各个旋转角度对应的各连杆期望长度，结合电动缸编码器读取的连杆实际长度，控制三组电动缸的伸缩量，以实现座舱姿态的倾角跟踪，驾驶员处在座舱中，从而将挖掘机的实时姿态通过座舱的变化反馈给驾驶员，避免仅通过电子屏幕进行展示的局限性，在远程操控时驾驶员能够实时感知挖掘机整车位姿状态，提高工作效率，避免侧翻事故的发生。
33、本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，活动端坐标系中，由座舱电动缸的活动端构成的面的三轴相对于固定端坐标系的轴变换矩阵分别为：
3.如权利要求2所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，所述旋转变化矩阵为：
4.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，以座舱电动缸的活动端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点O1，x轴为O1P1方向，y轴为O1点出发沿着P3指向P2方向，z轴为垂直于上平面向上，P1、P2、P3为座舱电动缸的活动端；则P1、P2、P3在活动端坐标系上的初始坐标值为：
5.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，以座舱电动缸的固定端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点O2，x轴为沿着O2Q1方向，y轴为O2点出发沿着Q3指向O2方向，z轴为垂直于底面向上，Q1、Q2、Q3为座舱电动缸的固定端；则Q1、Q2、Q3在固定端坐标系上的坐标值为：
6
7.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，挖掘机的姿态数据包括俯仰角和翻滚角。
8.一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，活动端坐标系中，由座舱电动缸的活动端构成的面的三轴相对于固定端坐标系的轴变换矩阵分别为：
3.如权利要求2所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，所述旋转变化矩阵为：
4.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，以座舱电动缸的活动端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点o1，x轴为o1p1方向，y轴为o1点出发沿着p3指向p2方向，z轴为垂直于上平面向上，p1、p2、p3为座舱电动缸的活动端；则p1、p2、p3在活动端坐标系上的初始坐标值为：
5.如权利要求1所述的一种远程操控挖掘机的座舱姿态控制方法，其特征在于，以座舱电动缸的固定端为顶点组成的等边三角形的外心位置为原点o2，x轴为沿着o2q1方向，y轴为o2点出发沿着q3指向o2方向，z轴为垂直于底面向上，q1、q2、...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。