銑刨機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制方法、裝置、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種銑刨機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制方法、裝置、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。轉(zhuǎn)向控制方法，包括：獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置；根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。本發(fā)明通過對已銑刨過路面及未銑刨路面的距離的測量，得出銑刨機(jī)工作時的方向控制，從而達(dá)到自動控制工作時銑刨機(jī)的方向的目的，減輕了操作手的工作強(qiáng)度，有效的減少了銑刨機(jī)工作時的安全隱患，同時提高了銑刨機(jī)的銑刨效率。
【專利說明】銑刨機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制方法、裝置、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及銑刨機(jī)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種銑刨機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制方法、裝置、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]銑刨機(jī)是一種高效的路面維修養(yǎng)護(hù)設(shè)備，現(xiàn)有技術(shù)中的銑刨機(jī)在工作過程中，其轉(zhuǎn)向控制都由機(jī)手操作實(shí)現(xiàn)的。
[0003]為了確保效率又要保證換道銑刨時不過多的銑刨到已經(jīng)銑過的路面，機(jī)手每次都得控制銑刨機(jī)盡量沿著上次銑刨過的路面的邊沿行走，從而保證路面的每處都被銑刨過。這樣，會導(dǎo)致在實(shí)際工作時，機(jī)手將過多的精力用在了控制銑刨機(jī)的行走方向上，然而，銑刨機(jī)實(shí)際工作時，機(jī)手需要關(guān)注很多的操作信息，不能把精力完全放在方向的精確控制上。進(jìn)一步地，銑刨路線完全由機(jī)手操作，使得對機(jī)手主觀性的依賴程度比較大，當(dāng)機(jī)手出現(xiàn)疲勞時可能降低銑刨機(jī)的銑刨效率，也降低了銑刨機(jī)工作時的安全性。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明旨在提供一種銑刨機(jī)及其轉(zhuǎn)向控制方法、裝置、轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法實(shí)現(xiàn)對銑刨路線的自動控制的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，根據(jù)本發(fā)明的第一個方面，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制方法，包括:獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置；根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0006]進(jìn)一步地，獲取未銑`刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置包括:獲取設(shè)置在同一水平線上的、與銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面或已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，多個參考點(diǎn)按由未銑刨路面到已銑刨路面的方向依次編號為1，2，……n，多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1, D2,……，Dn;根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置。
[0007]進(jìn)一步地，根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置包括:基準(zhǔn)距離設(shè)置步驟，將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為基準(zhǔn)距離；當(dāng)前距離設(shè)置步驟，將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,1];當(dāng)前分界位置判斷步驟，判斷基準(zhǔn)距離與當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍內(nèi)，如果是，則將與當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離作為當(dāng)前距離、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到第一差值超出第一允許范圍、并將此時的當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為當(dāng)前分界位置。
[0008]進(jìn)一步地，在當(dāng)前距離設(shè)置步驟中，j=n_l。
[0009]進(jìn)一步地，根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括:判斷當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的編號與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的編號之間的差是否超出第二允許范圍，如果是，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0010]進(jìn)一步地，根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括:獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑；比較由獲取未銑刨路面與已銑刨路面的分界位置得到的當(dāng)前分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0011]進(jìn)一步地，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括:按照距離測定法或圖像拍攝法獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界位置從而得到分界路徑。
[0012]進(jìn)一步地，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括:獲取路面圖像；根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。
[0013]進(jìn)一步地，根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向包括:如果當(dāng)前分界位置位于銑刨機(jī)上的參考位置的一側(cè)，則控制銑刨機(jī)向與一側(cè)相反的另一側(cè)轉(zhuǎn)向。
[0014]進(jìn)一步地，參考點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)時，參考位置是同一水平線上的多個參考點(diǎn)中正中間的那個參考點(diǎn)所在的位置，參考點(diǎn)的數(shù)量為偶數(shù)時，參考位置是同一水平線上的多個參考點(diǎn)中正中間的兩個參考點(diǎn)中任意一個參考點(diǎn)所在的位置。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的第二個方面，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括:當(dāng)前分界位置獲取模塊，用于獲取未銑刨 路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置；轉(zhuǎn)向控制模塊，用于根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0016]進(jìn)一步地，當(dāng)前分界位置獲取模塊包括:距離獲取模塊，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面或已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，多個參考點(diǎn)按由未銑刨路面到已銑刨路面的方向依次編號為1，2，……n，多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1, D2,……，Dn;位置確定模塊，用于根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置。
[0017]進(jìn)一步地，位置確定模塊包括:基準(zhǔn)距離設(shè)置模塊，用于將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為基準(zhǔn)距離；當(dāng)前距離設(shè)置模塊，用于將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,1];當(dāng)前分界位置判斷模塊，用于判斷基準(zhǔn)距離與當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍內(nèi)，如果是，則將與當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離作為當(dāng)前距離、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到第一差值超出第一允許范圍、并將此時的當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為當(dāng)前分界位置。
[0018]進(jìn)一步地，還包括:誤差修正模塊，用于判斷當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第一編號與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第二編號之間的差是否超出第二允許范圍，如果是，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0019]進(jìn)一步地，還包括:路徑預(yù)測模塊，用于獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑；誤差修正模塊，用于比較由當(dāng)前分界位置獲取模塊得到的當(dāng)前分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0020]進(jìn)一步地，當(dāng)前分界位置獲取模塊包括:路面圖像獲取模塊，用于獲取路面圖像；圖像處理模塊，用于根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的第三個方面，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括:當(dāng)前分界位置檢測單元，用于獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置信息；控制裝置，用于根據(jù)當(dāng)前分界位置信息得到未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置，并根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0022]進(jìn)一步地，當(dāng)前分界位置檢測單元包括多個依次間隔設(shè)置的檢測單元，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與纟先刨機(jī)同步運(yùn)動的多個尚散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面或已銑刨路面之間的豎直方向的距離；控制裝置根據(jù)多個距離與基準(zhǔn)距離的關(guān)系，確定當(dāng)前分界位置。
[0023]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括:分界路徑檢測單元，包括檢測陣列，檢測陣列是由與多個當(dāng)前分界位置檢測單元相同結(jié)構(gòu)的檢測單元構(gòu)成的，用于獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的當(dāng)前分界位置；控制裝置與分界路徑檢測單元電連接，且根據(jù)分界路徑檢測單元檢測到的多個當(dāng)前分界位置確定銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑，然后比較由當(dāng)前分界位置檢測單元得到的當(dāng)前分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0024]進(jìn)一步地，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括:圖像獲取單元，與控制裝置連接，用于獲取路面圖像，控制裝置根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的第四個方面，提供了一種銑刨機(jī)，包括上述的轉(zhuǎn)向控制裝置、或上述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。
[0026]本發(fā)明通過對已銑刨過路面及未銑刨路面的距離的測量，得出銑刨機(jī)工作時的方向控制，從而達(dá)到自動控制工作時銑刨機(jī)的方向的目的，減輕了操作手的工作強(qiáng)度，有效的減少了銑刨機(jī)工作時的安全隱患，同時提高了銑刨機(jī)的銑刨效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0027]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0028]圖1示意性示出了本發(fā)明中的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；
[0029]圖2示意性示出了分界位置檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖3示意性示出了具有本發(fā)明中的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)的工作原理圖；
[0031]圖4示意性示出了分界路徑檢測單元的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖5示意性示出了本發(fā)明的控制流程圖；
[0033]圖6示意性示出了跳躍點(diǎn)的判斷流程圖；
[0034]圖7示意性示出了第一種路面時的工況示意圖；
[0035]圖8示意性示出了第二種路面時的工況示意圖；
[0036]圖9示意性示出了第三種路面時的工況示意圖；以及
[0037]圖10示意性示出了轉(zhuǎn)向控制裝置的功能模塊圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0039]作為本發(fā)明的第一方面，請參考圖1至圖3，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，包括:當(dāng)前分界位置檢測單元，用于獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置信息；控制裝置，用于根據(jù)當(dāng)前分界位置信息得到未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置，并根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0040]請參考圖1至圖3，當(dāng)前分界位置檢測單元可以安裝在銑刨機(jī)2上，并隨著銑刨機(jī)的運(yùn)動而同步地運(yùn)動。這樣，就能通過當(dāng)前分界位置檢測單元對路面(包括未銑刨路面與已銑刨路面)進(jìn)行實(shí)時檢測，從而獲得路面的當(dāng)前分界位置信息，并將該路面分界信息發(fā)送給控制裝置。當(dāng)控制裝置接收到來自當(dāng)前分界位置檢測單元的當(dāng)前分界位置信息后，從該當(dāng)前分界位置信息中確定出實(shí)際的當(dāng)前分界位置。接著，控制裝置可以將該當(dāng)前分界位置與設(shè)置在銑刨機(jī)上的一個參考位置進(jìn)行比較，這樣，就能通過該參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的相對位置關(guān)系確定出轉(zhuǎn)向方向和程度，從而控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。特別地，在一個實(shí)施例中，控制裝置與銑刨機(jī)的前履帶轉(zhuǎn)向閥連接，通過對前履帶轉(zhuǎn)向閥的控制，來達(dá)到控制轉(zhuǎn)向的目的。
[0041]請參考圖1和圖2，在一個實(shí)施例中，當(dāng)前分界位置檢測單元可以包括多個依次間隔設(shè)置的檢測單元3，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與銑刨機(jī)2同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面A或已銑刨路面B之間的距離；控制裝置根據(jù)多個距離與基準(zhǔn)距離的關(guān)系，確定當(dāng)前分界位置。例如，這些檢測單元可以是現(xiàn)有技術(shù)中的測距裝置。如圖2所示，這些檢測單元3設(shè)置在支架I上，并沿一直線排列，從而形成當(dāng)前分界位置檢測單元。
[0042]請參考圖3，當(dāng)前分界位置檢測單元安裝在銑刨機(jī)2上，其一側(cè)突出于銑刨機(jī)的外偵牝并向未銑刨路面的方向延伸，也就是說，當(dāng)前分界位置檢測單元的一部分位于未銑刨路面的上方，另一部分位于已銑刨路面的上方。因而，就可以檢測出未銑刨路面及已銑刨路面相對于當(dāng)前分界位置檢測單元的支架的距離(即高度)?？刂蒲b置判斷多個檢測單元所檢測到的距離的變化情況，并得到當(dāng)前分界位置。例如，由于已銑刨路面比未銑刨路面要低，因此位于已銑刨路面上方的檢測單元檢測到的距離要比位于未銑刨路面上方的檢測單元檢測到的距離要大?？刂蒲b置通過對各距離的比較，確定出距離的跳躍點(diǎn)，該跳躍點(diǎn)即對應(yīng)為當(dāng)前分界位置。
[0043]在一個實(shí)施例中，銑刨機(jī)的參考位置可以是某個檢測單元Da所在的位置。實(shí)際操作時，可以對過人工的方式，先將該檢測單元預(yù)先與路面上的實(shí)際分界位置對應(yīng)。例如，參考位置可以是位于當(dāng)前分界位置檢測單元的正中間的那個檢測單元。這樣，在后續(xù)施工行進(jìn)的過程中，就可以根據(jù)該參考位置控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向了。請參考圖3，假如控制裝置確定出的當(dāng)前分界位置位于參考位置的左側(cè)，那么控制裝置就控制銑刨機(jī)向左轉(zhuǎn)向；反之，則向右轉(zhuǎn)向。
[0044]進(jìn)一步地，控制裝置還可以根據(jù)參考位置與當(dāng)前分界位置之間的水平距離，確定轉(zhuǎn)向的角度或程度。進(jìn)一步地，還可將這些信息實(shí)時顯示到顯示裝置中，以使操作人員可以從屏幕上實(shí)時觀察到在轉(zhuǎn)向的過程中，參考位置與當(dāng)前分界位置之間的變化情況。特別地，控制裝置還可在檢測到參考位置與當(dāng)前分界位置一致后，自動控制銑刨機(jī)停止繼續(xù)轉(zhuǎn)向。
[0045]考慮到當(dāng)前分界位置檢測單元和路面施工時的凸凹情況，有可能導(dǎo)致控制裝置實(shí)際確定出的當(dāng)前分界位置出現(xiàn)誤差甚至錯誤，請參考圖4，在一個優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括:分界路徑檢測單元，包括檢測陣列，檢測陣列是由與多個當(dāng)前分界位置檢測單元相同結(jié)構(gòu)的檢測單元構(gòu)成的，用于獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的當(dāng)前分界位置；控制裝置與分界路徑檢測單元電連接，且根據(jù)分界路徑檢測單元檢測到的多個當(dāng)前分界位置確定銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑，然后比較由當(dāng)前分界位置檢測單元得到的當(dāng)前分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。該歷史分界位置可以是當(dāng)前時刻之前的某一時刻(例如I秒、2秒等)所使用的當(dāng)前分界位置。
[0046]這樣，通過預(yù)先估計(jì)的路徑，就可以判斷控制裝置得出的當(dāng)前時刻的分界位置是否合理，排除不合理的分界位置。進(jìn)一步地，由于路面實(shí)際分界位置不可能發(fā)生突變，因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)控制裝置確定出的分界位置不合理時，可以利用某一短暫時間段之前的歷史時刻的分界位置代替當(dāng)前時刻的分界位置進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。因而，可以提高本發(fā)明的準(zhǔn)確性、可靠性和自適應(yīng)性，適用于存在干擾或路面凸凹情況復(fù)雜的工況。另一個可替換的實(shí)施例中，本發(fā)明也可以直接使用上述預(yù)測得到的分界路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。
[0047]在另一個優(yōu)選實(shí)施例中，轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括:圖像獲取單元，與控制裝置連接，用于獲取路面圖像(例如，通過攝像頭或工業(yè)相機(jī)等)，控制裝置根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。特別地，控制裝置也可以直接根據(jù)路面圖像得到分界路徑，并直接利用該分界路徑進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。
[0048]通過這種各實(shí)施例中規(guī)劃出的一段分界路徑，可更精確的控制行走方向，同時可應(yīng)付更快的行走速度。
[0049]本發(fā)明通過一測距裝置測量該裝置的安裝處與已銑刨過路面及未銑刨路面的距離，通過控制裝置分析計(jì)算得出銑刨機(jī)工作時的方向控制，從而達(dá)到自動控制工作時銑刨機(jī)的方向的目的，減輕了操作手的工作強(qiáng)度，有效的減少了銑刨機(jī)工作時的安全隱患，同時提高了銑刨機(jī)的銑刨效 率。
[0050]作為本發(fā)明的第二方面，請參考圖5，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制方法，包括:獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置；根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。特別地，參考點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)時，參考位置是同一水平線上的多個參考點(diǎn)中正中間的那個參考點(diǎn)所在的位置，參考點(diǎn)的數(shù)量為偶數(shù)時，參考位置是同一水平線上的多個參考點(diǎn)中正中間的兩個參考點(diǎn)中任意一個參考點(diǎn)所在的位置。
[0051]例如，參考位置可以是預(yù)先設(shè)置在銑刨機(jī)上的某一位置，實(shí)際操作時，可以對過人工的方式，先將該參考位置預(yù)先與路面上的實(shí)際分界位置對應(yīng)。這樣，在后續(xù)施工行進(jìn)的過程中，就可以根據(jù)該參考位置控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向了。請參考圖3，假如確定出的當(dāng)前分界位置位于參考位置的左側(cè)，那么就控制銑刨機(jī)向左轉(zhuǎn)向；反之，則向右轉(zhuǎn)向。
[0052]優(yōu)選地，請結(jié)合圖2，獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置包括:獲取設(shè)置在同一水平線上的、與統(tǒng)刨機(jī)同步運(yùn)動的多個尚散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面或已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，多個參考點(diǎn)按由未銑刨路面到已銑刨路面的方向依次編號為1，2，……n，多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1, D2,……，Dn;根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置。這里的距離，實(shí)際上是指每個參考點(diǎn)與路面的高度差。
[0053]優(yōu)選地，請參考圖6，根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置包括:基準(zhǔn)距離設(shè)置步驟，將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離DnS置為基準(zhǔn)距離；當(dāng)前距離設(shè)置步驟，將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,1];當(dāng)前分界位置判斷步驟，判斷基準(zhǔn)距離與當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍Q內(nèi)，如果是，則將與當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離為當(dāng)前距離(即令j=j_l)、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到第一差值超出第一允許范圍Q、并將當(dāng)前距離Dj所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為當(dāng)前分界位置。優(yōu)選地，在當(dāng)前距離設(shè)置步驟中，j=n-l。請結(jié)合圖3，可以先將最右側(cè)的檢測單元所對應(yīng)的距離作為基準(zhǔn)距離Dn，然后依次從右向左將每個距離與該基準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，這樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有跳躍變化時，即可確定出跳躍點(diǎn)，從而得到當(dāng)前分界位置。
[0054]圖7至圖9分別示出了三種不同情況的路面。其中，圖7是理想狀態(tài)時，未銑刨路面與已銑刨路面的分界面，其為豎直方向，此時僅存在一個跳躍點(diǎn)。圖8的分界面為坡形過濾的，因此，存在多個跳躍點(diǎn)。圖9是在未銑刨路面上存在凹槽的情形，在這種情況下，也存在多個跳躍點(diǎn)。為了實(shí)現(xiàn)對多個跳躍點(diǎn)的復(fù)雜工況的判斷，當(dāng)采用上述方法時，由于從未銑刨路面向銑刨路面的方向依次將每個距離與基準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，當(dāng)檢測到第一個跳躍點(diǎn)時，即可將其確定為當(dāng)前分界位置。從而簡化了多跳躍點(diǎn)時，難以合理地確定哪個跳躍點(diǎn)為實(shí)際分界點(diǎn)的問題。
[0055]為了避免確定當(dāng)前分界位置時的誤差，濾除不合理的分界位置，在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，本方法在位于根據(jù)銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括:判斷當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第一編號j與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第二編號j’之間的差是否超出第二允許范圍C，如果是，則將歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。其中，第一編號與第二編號之間的差實(shí)際上代表了水平方向的距離信息。在此基礎(chǔ)上，由于路面實(shí)際分界位置不可能發(fā)生突變，因此，當(dāng)發(fā)現(xiàn)確定出的分界位置不合理時，可以利用某一短暫時間段之前的歷史時刻的分界位置代替當(dāng)前時刻的分界位置進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。因而，可以提高本發(fā)明的準(zhǔn)確性、可靠性和自適應(yīng)性，適用于存在干擾或路面凸凹情況復(fù)雜的工況。
[0056]在另一個優(yōu)選的實(shí)施例中，本方法在根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括:獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑；比較由獲取未銑刨路面與已銑刨路面的分界位置得到的當(dāng)前分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。在此基礎(chǔ)上，由于路面實(shí)際分界位置不可能發(fā)生突變，因此，可通過分界位置與預(yù)測的分界路徑之間的變化，來判斷確定出的分界位置是否合理。當(dāng)不合理時，可以利用某一短暫時間段之前的歷史時刻的分界位置代替當(dāng)前時刻的分界位置進(jìn)行轉(zhuǎn)向控制。因而，可以提高本發(fā)明的準(zhǔn)確性、可靠性和自適應(yīng)性，適用于存在干擾或路面凸凹情況復(fù)雜的工況。
[0057]在一個優(yōu)選的實(shí)施例中，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括:按照與獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置相同的方法，獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界位置從而得到分界路徑。
[0058]優(yōu)選地，在上述實(shí)施例中，歷史分界位置是前一時刻的得的當(dāng)前分界位置，其中，歷史時刻與當(dāng)前時間之間的時間差為第一時間。例如，第一時間可以為I秒或2秒等，其可根據(jù)工程需要而定。
[0059]在另一個優(yōu)選的實(shí)施例中，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括:獲取路面圖像，例如，可通過攝像頭或工業(yè)相機(jī)等；根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。利用現(xiàn)有技術(shù)中的圖像識別處理技術(shù)，可以從路面圖像中獲得當(dāng)前分界位置。
[0060]優(yōu)選地，根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向包括:如果當(dāng)前分界位置位于參考位置的一側(cè)，則控制銑刨機(jī)向與一側(cè)相反的另一側(cè)轉(zhuǎn)向。優(yōu)選地，參考位置是多個參考點(diǎn)中的一個所在的位置。
[0061]作為本發(fā)明的第三方面，請參考圖10，提供了一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置，包括:當(dāng)前分界位置獲取模塊100，用于獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置；轉(zhuǎn)向控制模塊，用于根據(jù)位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
[0062]優(yōu)選地，請結(jié)合圖2，當(dāng)前分界位置獲取模塊包括:距離獲取模塊，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的參考點(diǎn)下方的未銑刨路面或已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，多個參考點(diǎn)按由未銑刨路面到已銑刨路面的方向依 次編號為1，2，……n，多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1,D2,……，0?;位置確定模塊110，用于根據(jù)每個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定當(dāng)前分界位置。
[0063]優(yōu)選地，位置確定模塊100包括:基準(zhǔn)距離設(shè)置模塊，用于將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為基準(zhǔn)距離；當(dāng)前距離設(shè)置模塊，用于將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,1];當(dāng)前分界位置判斷模塊，用于判斷基準(zhǔn)距離與當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍內(nèi)，如果是，則將與當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離為當(dāng)前距離、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到第一差值超出第一允許范圍、并將當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為當(dāng)前分界位置。優(yōu)選地，在當(dāng)前距離設(shè)置模塊中，j的初值為n-Ι。請結(jié)合圖3，可以先將最右側(cè)的檢測單元所對應(yīng)的距離作為基準(zhǔn)距離Dn，然后依次從右向左將每個距離與該基準(zhǔn)距離進(jìn)行比較，這樣，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有跳躍變化時，即可確定出跳躍點(diǎn)，從而得到當(dāng)前分界位置。
[0064]優(yōu)選地，還包括:誤差修正模塊，用于判斷當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第一編號與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第二編號之間的差是否超出第二允許范圍，如果是，則將歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0065]優(yōu)選地，還包括:路徑預(yù)測模塊，用于獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑；誤差修正模塊，用于比較由當(dāng)前分界位置獲取模塊得到的分界位置與分界路徑之間的偏差，如果偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為當(dāng)前分界位置。
[0066]優(yōu)選地，當(dāng)前分界位置獲取模塊包括:路面圖像獲取模塊，用于獲取路面圖像；圖像處理模塊，用于根據(jù)路面圖像得到當(dāng)前分界位置。
[0067]顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計(jì)算裝置來實(shí)現(xiàn)，它們可以集中在單個的計(jì)算裝置上，或者分布在多個計(jì)算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計(jì)算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實(shí)現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計(jì)算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實(shí)現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。
[0068]作為本發(fā)明的第四方面，提供了一種銑刨機(jī)，包括上述的轉(zhuǎn)向控制裝置、或上述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。由于采用了上述的轉(zhuǎn)向控制裝置或轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，因而，可保證銑刨機(jī)工作時行走控制的精確性。[0069]通過本發(fā)明，只需要在原有銑刨機(jī)電控系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了一個具有測距線陣的轉(zhuǎn)向控制裝置或轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，可使銑刨機(jī)在工作時自動調(diào)整行走方向，因而降低了機(jī)手的疲勞度，從而降低一些由機(jī)手操作失誤造成的安全問題的可能性，同時避免機(jī)手的主觀上一些失誤操作造成的低銑刨效率。
[0070]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，包括: 獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置； 根據(jù)位于所述銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置包括: 獲取設(shè)置在同一水平線上的、與所述銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的所述參考點(diǎn)下方的所述未銑刨路面或所述已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，所述多個參考點(diǎn)按由所述未銑刨路面到所述已銑刨路面的方向依次編號為1，2，……n，所述多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1, D2,……，Dn; 根據(jù)每個所述參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定所述當(dāng)前分界位置。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，根據(jù)每個所述參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定所述當(dāng)前分界位置包括: 基準(zhǔn)距離設(shè)置步驟，將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為基準(zhǔn)距離； 當(dāng)前距離設(shè)置步驟，將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,I]； 當(dāng)前分界位置判斷步驟，判斷所述基準(zhǔn)距離與所述當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍內(nèi)，如果是，則將與所述當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離作為當(dāng)前距離、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到所述第一差值超出所述第一允許范圍、并將此時的所述當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為所述當(dāng)前分界位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，在所述當(dāng)前距離設(shè)置步驟中，j=n-l。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，根據(jù)位于所述銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括: 判斷所述當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的編號與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的編號之間的差是否超出第二允許范圍，如果是，則將所述前一時刻的歷史分界位置作為所述當(dāng)前分界位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，根據(jù)位于所述銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向之前還包括: 獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑； 比較由所述獲取未銑刨路面與已銑刨路面的分界位置得到的當(dāng)前分界位置與所述分界路徑之間的偏差，如果所述偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為所述當(dāng)前分界位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括: 按照距離測定法或圖像拍攝法獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界位置從而得到所述分界路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑包括:獲取路面圖像； 根據(jù)所述路面圖像得到所述當(dāng)前分界位置。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，根據(jù)所述位于銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向包括: 如果所述當(dāng)前分界位置位于所述銑刨機(jī)上的所述參考位置的一側(cè)，則控制所述銑刨機(jī)向與所述一側(cè)相反的另一側(cè)轉(zhuǎn)向。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的轉(zhuǎn)向控制方法，其特征在于，所述參考點(diǎn)的數(shù)量為奇數(shù)時，所述參考位置是所述同一水平線上的所述多個參考點(diǎn)中正中間的那個參考點(diǎn)所在的位置，所述參考點(diǎn)的數(shù)量為偶數(shù)時，所述參考位置是所述同一水平線上的所述多個參考點(diǎn)中正中間的兩個參考點(diǎn)中任意一個所述參考點(diǎn)所在的位置。
11.一種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，包括: 當(dāng)前分界位置獲取模塊，用于獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置； 轉(zhuǎn)向控制模塊，用于根據(jù)位于所述銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，所述當(dāng)前分界位置獲取模塊包括: 距離獲取模塊，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與所述銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的所述 參考點(diǎn)下方的所述未銑刨路面或所述已銑刨路面之間的豎直方向的距離，其中，所述多個參考點(diǎn)按由所述未銑刨路面到所述已銑刨路面的方向依次編號為1，2，……n，所述多個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離分別為D1, D2,……，Dn; 位置確定模塊，用于根據(jù)每個所述參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離，確定所述當(dāng)前分界位置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，所述位置確定模塊包括: 基準(zhǔn)距離設(shè)置模塊，用于將編號為η的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為基準(zhǔn)距離； 當(dāng)前距離設(shè)置模塊，用于將編號為j的參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離設(shè)置為當(dāng)前距離，其中，j e [n-1,I]； 當(dāng)前分界位置判斷模塊，用于判斷所述基準(zhǔn)距離與所述當(dāng)前距離的第一差值是否在第一允許范圍內(nèi)，如果是，則將與所述當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)相鄰且編號更小的那個參考點(diǎn)所對應(yīng)的距離作為當(dāng)前距離、并循環(huán)執(zhí)行上述判斷，直到所述第一差值超出所述第一允許范圍、并將此時的所述當(dāng)前距離所對應(yīng)的參考點(diǎn)作為所述當(dāng)前分界位置。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，還包括: 誤差修正模塊，用于判斷所述當(dāng)前分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第一編號與前一時刻的歷史分界位置所對應(yīng)的參考點(diǎn)的第二編號之間的差是否超出第二允許范圍，如果是，則將所述前一時刻的歷史分界位置作為所述當(dāng)前分界位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，還包括: 路徑預(yù)測模塊，用于獲取銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑； 誤差修正模塊，用于比較由所述當(dāng)前分界位置獲取模塊得到的當(dāng)前分界位置與所述分界路徑之間的偏差，如果所述偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為所述當(dāng)前分界位置。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的轉(zhuǎn)向控制裝置，其特征在于，所述當(dāng)前分界位置獲取模塊包括: 路面圖像獲取模塊，用于獲取路面圖像； 圖像處理模塊，用于根據(jù)所述路面圖像得到所述當(dāng)前分界位置。
17.—種銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，包括: 當(dāng)前分界位置檢測單元，用于獲取未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置信息； 控制裝置，用于根據(jù)所述當(dāng)前分界位置信息得到未銑刨路面與已銑刨路面的當(dāng)前分界位置，并根據(jù)位于所述銑刨機(jī)上的參考位置與該當(dāng)前分界位置之間的位置關(guān)系，控制所述銑刨機(jī)的轉(zhuǎn)向。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述當(dāng)前分界位置檢測單元包括多個依次間隔設(shè)置的檢測單元，用于獲取設(shè)置在同一水平線上的、與所述銑刨機(jī)同步運(yùn)動的多個離散的參考點(diǎn)與位于相應(yīng)的所述參考點(diǎn)下方的所述未銑刨路面或所述已銑刨路面之間的豎直方向的距離；所述控制裝置根據(jù)多個所述距離與基準(zhǔn)距離的關(guān)系，確定所述當(dāng)前分界位置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括: 分界路徑檢測單元，包括檢測陣列，所述檢測陣列是由與多個所述當(dāng)前分界位置檢測單元相同結(jié)構(gòu)的檢測單元構(gòu)成的，用于獲取位于銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的當(dāng)前分界位置；所述控制裝置與所述分界路徑檢測單元電連接，且根據(jù)所述分界路徑檢測單元檢測到的多個當(dāng)前分界位置確定銑刨機(jī)施工行進(jìn)前方的分界路徑，然后比較由所述當(dāng)前分界位置檢測單元得到的當(dāng)前分界位置與所述分界路徑之間的偏差，如果所述偏差超出第三允許范圍，則將前一時刻的歷史分界位置作為所述當(dāng)前分界位置。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)還包括: 圖像獲取單元，與所述控 制裝置連接，用于獲取路面圖像，所述控制裝置根據(jù)所述路面圖像得到所述當(dāng)前分界位置。
21.一種銑刨機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求11至16中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向控制裝置、或權(quán)利要求17至20中任一項(xiàng)所述的轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)。
【文檔編號】E01C23/088GK103669188SQ201310674423
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月11日
【發(fā)明者】熊路 申請人:中聯(lián)重科股份有限公司