| 基于堆料面预测模型的电铲三维挖掘轨迹规划 |
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| 作者姓名： | 黎柿汪 张天赐 付涛 李光 孙刚 宋学官 |
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| 作者单位： | 大连理工大学 机械工程学院,辽宁 大连 116024;太原重工股份有限公司 矿山采掘装备及智能制造国家重点实验室,山西 太原 030024 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金资助项目(52075068)； |
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| 摘 要： | 为实现智能化电铲在露天矿山实时节能的挖掘，提出了一种基于堆料面预测模型的能耗最优挖掘轨迹规划方法.该方法通过激光雷达获取实际堆料面点云感知外部环境，并基于点云数据，采用多项式响应面(PRS)法对堆料面形貌进行建模，实现轨迹规划中动态挖掘体积计算；然后，采用拉格朗日方程建立电铲工作装置动力学模型计算挖掘能耗，采用高次多项式对挖掘轨迹进行插值，将挖掘时间和能耗分别作为优化变量和优化目标，以挖掘过程中几何条件与电机性能等为约束，实现真实料场环境中高效的三维挖掘轨迹规划.实验结果表明，基于多项式响应面法的堆料面模型精度能达到95%以上且建模时间在0.05 s内；挖掘轨迹规划可满足实时性要求，计算结果可靠且所得轨迹能有效应用于电铲自主挖掘.
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| 关 键 词： | 智能电铲 多项式响应面(PRS)法 堆料面预测模型 能耗最优 轨迹规划 |
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