[发明专利]一种自主推土机器人

摘要

一种自主推土机器人，依靠环境感知、卫星定位、机器视觉与自动控制等装置，实现自主规划行驶路径、自动推土作业、自主在线作业质量评估功能，是一种无人化、智能化的建筑施工机械。自主推土机器人根据任务与作业区域，利用卫星定位测量位姿、利用机器视觉感知与认知作业环境，自主决策推土机器人任务顺序、行驶路线、铲刀位姿，以及依据视觉测量的作业效果与评估作业质量。其中卫星定位系统采用卫星定位接收机组实时精确感知推土机器人的位姿；机器视觉系统采用固定基线摄像机对感知推土机器人周围环境以及评估推土作业质量状况；自动控制系统基于现场总线由上位机与下位控制器组成机载自动化控制网络。自主推土机器人也可由人工驾驶或遥控操作。

主权项

1.一种自主推土机器人，包括推土机、推土机载自主测控装置、远程调度管理装置和卫星定位装置，其特征在于：所述推土机载自主测控装置包括卫星定位接收机组(1)、通讯收发天线(2)、摄像机对(3)、铲刀升降传感器(4)、铲刀倾斜传感器(5)、发动机调速驱动器(6)、倒车防撞雷达(7)、集成控制器(8)和行驶电磁驱动器(9)；所述远程调度管理装置包括远端收发天线(12)、调度服务器(13)以及远程监控摄像机；所述卫星定位装置包括定位导航卫星(10)、数传电台以及固定的定位基准站(11)；所述集成控制器(8)包括机载计算机(8.1)、CAN总线(8.2)、发动机控制器(8.3)、行驶控制器(8.4)、铲刀控制器(8.5)、故障诊断控制器(8.6)以及机器视觉计算机(8.7)；其中，所述机载计算机(8.1)、通讯收发天线(2)、远端收发天线(12)以及调度服务器(13)构成全双工模式的场地无线通讯局域网络，用于调度服务器(13)与各个推土机之间命令与状态信息的传送；所述机载计算机(8.1)和发动机控制器(8.3)、行驶控制器(8.4)、铲刀控制器(8.5)、故障诊断控制器(8.6)以及机器视觉计算机(8.7)构成机载CAN总线控制器网络，用于推土机自主行驶与作业；所述卫星定位接收机组(1)、定位导航卫星(10)、定位基准站(11)以及调度服务器(13)构成卫星定位网络，用于获取推土机当前位姿；所述卫星定位接收机组(1)接收定位导航卫星(10)的信号以及定位基准站(11)传递的相位信号，通过RTK模式实现高精度定位；所述机载计算机(8.1)结合工程建设进度和调度服务器(13)发送的作业场地的3D数字模型，适时生成施工作业面数字地图，并基于作业面数字地图自主规划作业区域；所述摄像机对(3)安装于固定基线位置，与机器视觉计算机(8.7)构成机器视觉系统，立体视觉测量环境信息，确定作业场地状况，并与其它传感器信息融合，基于机器学习方法，认知信息规律，自主确定作业目标与行驶方向，制定导航路线；所述机载计算机(8.1)根据作业区域、任务要求以及基于机器视觉测量确定的作业目标，自主规划作业区域内行驶路径、遍历模式。