一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法技术

技术编号:41312082 阅读:23 留言:0更新日期:2024-05-13 14:55
本发明专利技术提供一种在隐式曲面下基于三‑五‑三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法,属于轨迹规划技术领域。所述矿用电铲挖掘轨迹规划方法根据激光雷达扫描返回实时的待挖掘物料表面的点云信息,根据点云信息采用径向基函数构建一个隐式曲面,在构建的隐式曲面上基于三‑五‑三分段变阶多项式进行多约束条件下的挖掘轨迹寻优方法,从而实现对待挖掘物料表面的实时挖掘轨迹规划。本发明专利技术根据每次待挖掘物料表面的不同实时规划挖掘轨迹,该发明专利技术专利可大幅提高矿用电铲的挖掘效率和矿场产量,降低操作员的工作强度,合理分配矿用电铲的挖掘功率,提高燃料利用率,延长矿用电铲的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于轨迹规划,涉及一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法


技术介绍

1、矿用电铲是一款大型现代化矿山挖掘设备,目前已被广泛应用于大型露天矿场的矿产资源开采挖掘。但就目前实际情况来看,矿山岩石爆破不充分、挖掘振动噪声大、工作时间长、十分依赖驾驶员操作经验等不利因素都使得矿用电铲使用寿命短,同时也影响挖掘效率和矿场产量。因此十分需要设计一款无人操作电铲系统来提高挖掘效率和矿场产量,而无人操作电铲系统的核心技术则是电铲的挖掘轨迹规划,它决定了铲斗的运动情况,直接影响挖掘效率和挖掘能耗。

2、矿用电铲的挖掘执行机构可简化为一个二自由度的机械臂,在推压电机和提升电机二者转速的耦合作用下完成挖掘工作,矿用电铲实现自主挖掘工作的核心是挖掘轨迹的确定,即电机的转速的耦合方法。目前,轨迹规划领域多用到三次多项式插值方法和五次多项式插值方法。三次多项式插值方法方程简单,计算量小,同时可保证轨迹规划过程中速度的连续性,缺点是无法约束加速度,可能存在加速度突变,导致矿用电铲电机瞬时过载,损耗矿用电铲的使用寿命;五次多项式插值本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法,其特征在于,所述矿用电铲挖掘轨迹规划方法根据激光雷达扫描返回实时的待挖掘物料表面的点云信息,根据点云信息采用径向基函数构建一个隐式曲面,在构建的隐式曲面上基于三-五-三分段变阶多项式进行多约束条件下的挖掘轨迹寻优方法,从而实现对待挖掘物料表面的实时挖掘轨迹规划。

2.根据权利要求1所述的一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

3.根据权利要求2所述的一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法,其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种在隐式曲面下基于三-五-三分段变阶多项式的矿用电铲挖掘轨迹规划方法,其特征在于,所述矿用电铲挖掘轨迹规划方法根据激光雷达扫描返回实时的待挖掘物料表面的点云信息,根据点云信息采用径向基函数构建一个隐式曲面,在构建的隐式曲面上基于三-五-三分段变阶多项式进行多约束条件下的挖掘轨迹寻优方法,从而实现对待挖掘物料表面的实时挖掘轨迹规划。<...

【专利技术属性】
技术研发人员:张耀东宋学官李建基马新奥胡正国谢文达
申请(专利权)人:大连理工大学
类型:发明
国别省市:

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