[发明专利]一种用于电铲计算指定装载点的方法

权利要求书

1.一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.利用倾角传感器和线性位移传感器获取斗杠与水平面的夹角θ₂和斗杆行程位置数据；

S2.利用GPS定位模块和惯导定位模块数据，获取车身回转角度θ₀；

S3.利用电铲正运动学模型，解算出铲齿相对于车身回转中心的坐标(x,y,z)；

S4.建立铲斗的位姿坐标(x，y，z，roll，pitch，yaw)，其中roll是横滚角，pitch是俯仰角，yaw是偏航角；

S5.实时追踪铲斗的位姿坐标(x，y，z，roll，pitch，yaw)，铲斗在装货、运行和卸货时会有多次位置和姿态改变，从而判断整个运行流程中铲斗位姿的改变次数，计算出铲斗的装载次数。

2.根据权利要求1所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，步骤S3中，利用三角函数sinθ和cosθ建立电铲正运动学模型，解算出铲齿相对于车身回转中心的坐标(x,y,z)，计算步骤为；

x＝Δx+cosθ₀*(cosθ₁*L₁+cosθ₂*L₂)

y＝Δy+sinθ₀*(cosθ₁*L₁+cosθ₂*L₂)

z＝Δz+sinθ₁*L₁+sinθ₂*L₂+L₃

其中，Δx、Δy和Δz为固定值，分别为动臂根部相对于车身回转中心坐标系的偏距，θ₀为车身回转角度，从上向下看逆时针为正；θ₁为动臂角度，通常为45度，θ₂为斗杠与水平面的夹角，在水平面上为正，水平面下为负；L₁为推压机构根部到动臂根部的长度，L₂为铲斗齿尖在斗杠上的投影点和推压机构根部点的距离，L₃为铲斗齿尖与投影点的长度。

3.根据权利要求1所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，步骤S5中，roll角和yaw角均为0°，位姿坐标简化为(x，y，z，pitch)，其中pitch＝90°+θ₂。

4.根据权利要求1所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，铲斗的工作范围分为装货区和卸货区，装货区表示铲斗去装矿，卸货区表示铲斗在装载点卸货；铲齿的初始位置在矿卡上方装载点处，也在卸货区。

5.根据权利要求4所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，S5中，当铲齿运行到装货区时，通过判断pitch的变化区间来判断铲斗是否完成装货动作；然后再实时追踪铲齿的位置(x，y，z)变化，来判断铲齿是否从装货区运行到了卸货区，并停在装载点处，最后再通过判断pitch的变化区间来判断铲斗是否完成卸货动作。

6.根据权利要求4所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，S5中装货区pitch的变化区间为0°～30°。

7.根据权利要求4所述的一种用于电铲计算指定装载点的方法，其特征在于，S5中卸货区pitch不小于90°。