一种智能挖掘机的最优轨迹规划方法技术

本发明专利技术公开了一种智能挖掘机的最优轨迹规划方法，包括：建立时间‑脉动‑能耗最优目标，基于模拟退火粒子群算法对时间‑脉动‑能耗最优目标进行优化求解，从而获得满足关节角速度、角加速度和角加加速度约束条件的最优轨迹规划。本发明专利技术针对智能液压挖掘机的自主挖坑作业轨迹规划，以实现挖掘机的高效率、平稳和低能耗作业为目标，根据建立的挖掘任务作业点，提出了3‑4‑3‑4‑3分段多项式插值策略，并利用模拟退火粒子群算法对建立的3‑4‑3‑4‑3分段插值策略进行优化。最终，优化结果得出了兼顾三个目标的最优挖掘运动轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于挖掘机轨迹规划，尤其涉及一种智能挖掘机的最优轨迹规划方法。

技术介绍

1、挖掘机作为一种多功能机械设备，因其环境适应性强、操作范围广、投资回报率高等优点，挖掘机在传统的基础建设工程中得到广泛的应用，尤其适用于土石方工程。但是，一方面由于人工作业过程中存在随机性，可能会导致作业效率低、过载和设备故障等问题，从而造成较大的经济损失；另一方面当挖掘机作业于核污染处理、地震、塌方等突发自然情况时，会对操作人员身体产生不可逆转的伤害，严重情况下甚至会危害生命。针对以上情况，可通过对挖掘机进行智能化改造，以实现其自主化作业模式，从而有效解决上述存在的问题。因此，对挖掘机的智能化开展了基础性研究，尤其在自主作业轨迹规划方面，包括建立满足高效率、低能耗和平稳的作业轨迹等，从而实现在不需要人为操作的情况下，挖掘机实现自主规划作业轨迹。

2、考虑到挖掘机作业轨迹的能量的消耗、平稳性和作业效率对装备有着直接影响，因此，为了保证挖掘机高效、平稳、省功的连续作业，可以通对挖掘机进行智能化改造，实现其以最佳性能状态自主完成作业。随着近几年自动控制、传感器和电本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，建立挖掘机的动力学模型：

3.如权利要求1所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，所述建立时间-脉动-能耗最优目标，基于模拟退火粒子群算法对所述时间-脉动-能耗最优目标进行优化求解：

4.如权利要求3所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，所述S1中，构建五段多项式，基于所述五段多项式求取挖掘机的关节角速度、加速度和加加速度的过程包括：

5.如权利要求3所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，所述...

【技术特征摘要】

1.一种智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，建立挖掘机的动力学模型：

3.如权利要求1所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，所述建立时间-脉动-能耗最优目标，基于模拟退火粒子群算法对所述时间-脉动-能耗最优目标进行优化求解：

4.如权利要求3所述的智能挖掘机的最优轨迹规划方法，其特征在于，所述s1中，构建五段多项式，基于所述五段多项式求取挖掘机的关节角速度、加速度和加加速度的过程包括：

【专利技术属性】
技术研发人员：张韵悦，赵志诚，杨凯，范宇坤，
申请(专利权)人：太原工业学院，
类型：发明
国别省市：

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