CN113377102A - 用于挖掘机的控制方法、处理器、装置及挖掘机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工程机械领域，公开了一种用于挖掘机的控制方法、处理器、装置及挖掘机。控制方法包括：确定挖掘机的目标位置；根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置。这样来实现挖掘机的自动行驶，挖掘机可以在无人驾驶的情况下行驶至目标位置，提高工作效率，降低人工成本，在复杂的作业环境下保障了作业人员的生命安全。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地涉及一种用于挖掘机的控制方法、处理器、装置及挖掘机。
背景技术
挖掘机，又称挖掘机械或者挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。
目前主要是依靠操作人员经验，操作人员人工驾驶挖掘机进行行驶，工作效率较低，安全性较低。
发明内容
为了克服现有技术存在的不足，本发明实施例提供了一种用于挖掘机的控制方法、处理器、控制装置及挖掘机。
为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种用于挖掘机的控制方法，包括：
确定挖掘机的目标位置；
根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；
根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；
根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置。
在本发明实施例中，控制方法还包括：
在挖掘机到达多个参考点中的一个参考点的情况下，发送与所到达的参考点相关联的标识。
在本发明实施例中，根据第一航向角控制挖掘机行驶至下一个参考点包括：
根据第一航向角控制挖掘机直线行驶至下一个参考点。
在本发明实施例中，第一位置信息包括第一经纬度，目标位置的经纬度为目标经纬度，控制方法还包括：
获取第一经纬度和目标经纬度；
根据第一经纬度和目标经纬度，计算出第一差值；
在第一差值不超过预设差值的情况下，确认挖掘机到达目标位置，并控制挖掘机停止行驶，其中，预设差值是根据挖掘机的定位装置的信号强度和精度来确定的。
在本发明实施例中，控制方法还包括：
在挖掘机的行驶过程中，检测挖掘机的作业环境；
在检测到作业环境存在障碍物的情况下，确定障碍物的位置和轮廓；
根据位置和轮廓确定避障路径；以及
控制挖掘机按照避障路径行驶，以绕开障碍物。
在本发明实施例中，根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为1个的情况下，根据障碍物的位置和轮廓以及第一航向角确定第一修正点；
根据第一修正点确定避障路径，其中，避障路径为经过挖掘机的当前位置、第一修正点以及相对于当前位置的下一个参考点的路径。
在本发明实施例中，经过第一修正点和障碍物的位置的直线方向与第一航向角的方向正交。
在本发明实施例中，避障路径的起点与障碍物的轮廓的最小距离为3米。
在本发明实施例中，根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为多个的情况下，根据多个障碍物的位置和轮廓以及目标位置，确定网格地图；
确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径，其中，多个连续的网格不包含多个障碍物的位置和轮廓。
在本发明实施中，确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径包括：
确定网格地图中第一种多个连续的网格为第一路线；
确定网格地图中第二种多个连续的网格为第二路线；
在第一路线和第二路线中确定出较短的路线，以形成避障路径。
在本发明实施例中，根据多个所述障碍物的位置和轮廓以及所述目标位置，确定网格地图包括：
根据所述挖掘机的尺寸和转弯半径，确定所述网格的尺寸；
根据多个所述障碍物的位置和轮廓、所述目标位置以及所述网格的尺寸，确定网格地图。
本发明第二方面提供一种处理器，被配置成执行上述的用于挖掘机的控制方法。
本发明第三方面提供一种用于挖掘机的控制装置，包括：
定位装置，用于确定第一位置信息和第二位置信息；以及
上述的处理器。
本发明第四方面提供一种挖掘机，包括上述的用于挖掘机的控制装置。
本发明第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于挖掘机的控制方法。
本发明第六方面提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于挖掘机的控制方法。
在本技术方案中，确定挖掘机的目标位置；根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置，这样来实现挖掘机的自动行驶，自动行驶可以提高挖掘机的工作效率。挖掘机可以在无人驾驶的情况下行驶至目标位置，降低了人工成本，在挖掘机复杂的作业环境下保障了作业人员的生命安全。在行驶路径中设置了多个参考点，利用这多个参考点来对挖掘机的行驶进行定期把控，可以及时把控到挖掘机的异常行驶(比如偏航)，确保挖掘机按照规定的行驶路径来行驶，提高了挖掘机自动行驶的可靠性和安全性。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于挖掘机的控制方法的流程图；
图2示意性示出了根据本发明一实施例的自动行驶的流程图；
图3示意性示出了根据本发明一实施例的障碍物的信号处理的流程图；
图4示意性示出了根据本发明一实施例的避障路径的示意图；
图5示意性示出了根据本发明另一实施例的避障路径的示意图；
图6示意性示出了根据本发明一实施例的挖掘机的控制信号的流向示意图；
图7示意性示出了根据本发明一实施例的挖掘机的装置的线路连接示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
需要说明，若本申请实施方式中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本申请实施方式中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施方式之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
图1示意性示出了根据本发明实施例的用于挖掘机的控制方法的流程图。如图1所示，在本发明一实施例中，提供了一种用于挖掘机的控制方法，包括以下步骤：
步骤101，确定挖掘机的目标位置；
步骤102，根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；
步骤103，根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；
步骤104，根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置。
挖掘机，又称挖掘机械或者挖土机，是用铲斗挖掘高于或低于承机面的物料，并装入运输车辆或卸至堆料场的土方机械。挖掘机挖掘的物料主要是土壤、煤、泥沙以及经过预松后的土壤和岩石。
在本发明实施例提供的自动行驶的方法中，挖掘机先通过定位装置300确定当前位置和目标位置，然后根据当前位置和目标位置，规划出挖掘机的行驶路径，行驶路径包括多个参考点，挖掘机从当前位置依次行驶至各个参考点，直至行驶至目标位置。
具体地，自动行驶指的是：根据预先设定好的目标位置，挖掘机自动规划作业的行驶路径，并按照行驶路径自动行驶。在自动行驶的过程中，需要人机交互装置200、定位装置300和控制模块100联合配合工作。
在自动行驶开始前，操作人员通过人机交互装置200中的输入装置(比如鼠标和键盘)来确定目标位置，操作人员可以通过工作图纸来获取目标位置的经纬度，在行驶路径中，操作人员可以设置多个参考点，比如将当前位置标记为位置0，第一个参考点标记为位置1，第二个参考点标记为位置2。需要说明的是，参考点的数量和位置可以根据行驶路径的长度、行驶路径的路况和作业需求等来确定，对此不作限定。参考点设置完成后，可以编制自动行驶的控制逻辑。
具体地，位置0为挖掘机的初始位置。获取位置1的经纬度，将位置1的经纬度发送至控制模块100，控制模块100通过位置0的经纬度和位置1的经纬度来计算行驶航向角，通过当前航向角和行驶航向角，计算出航向角的差值。根据行驶航向角和航向角的差值，确定挖掘机履带的速度和角度信息，形成履带的控制策略，并开始行驶。挖掘机到达位置1后，控制模块100确定位置1的经纬度和当前经纬度重合，说明挖掘机已经从位置0到达位置1，发送已到达位置1的标志到人机交互装置200。人机交互装置200收到已到达位置1的标志后，确定第一个参考点已经到达，然后开始从位置1至位置2的自动行驶流程，这样，循环执行行驶任务，直至挖掘机自动行驶至目标位置。挖掘机自动行驶至目标位置后，人机交互装置200发送结束标志位到控制模块100，控制模块100停止动作。可参见图2，图2示意性示出了根据本发明一实施例的自动行驶的流程图。
在一实施例中，控制方法还包括：
在挖掘机到达多个参考点中的一个参考点的情况下，发送与所到达的参考点相关联的标识。
挖掘机每到达一个参考点，便会发送所到达的参考点相关联的标识，在行驶路径中设置了多个参考点，利用这多个参考点来对挖掘机的行驶进行定期把控，可以及时把控到挖掘机的异常行驶(比如偏航)，确保挖掘机按照规定的行驶路径来行驶，提高了挖掘机自动行驶的可靠性和安全性。
在一实施例中，根据第一航向角控制挖掘机行驶至下一个参考点包括：
根据第一航向角控制挖掘机直线行驶至所述下一个参考点。
在挖掘机的作业中，挖掘机从初始位置自动行驶至第一个参考点，从上一个参考点自动行驶至下一个参考点，均为直线行驶，降低挖掘机的能耗，提高挖掘机的工作效率。
控制模块100接收到来自人机交互装置200的目标位置的经纬度和来自定位装置300的当前经纬度信息后，执行自动行驶的控制步骤，具体流程如下：
(1)从控制模块100的串口1读取挖掘机当前的航向角int_head_current、当前位置的纬度值int_lat_current以及当前位置的经度值int_lon_current。
(2)从控制模块100的串口2读取相对于当前位置的下一个参考点的纬度值int_lat_direct以及经度值int_lon_direct。
(3)计算经纬度的差值：int_lat_relative＝int_lat_direct-int_lat_current；
计算经度的差值：int_lon_relative＝int_lon_direct-int_lon_current；
计算当前航向角的绝对值：Y＝atan(int_lon_relative*cos(int_lat_direct*2*pi/3600000000))/int_lat_relative)；
Angel＝1800000*Y/pi；
给与航向角象限补偿：
If(int_lat_relative>0&&int_lon_relative>0)then int_head_direct＝Angel；
If(int_lat_relative>0&&int_lon_relative<0)then int_head_direct＝Angel+3600000；
If(int_lat_relative<0)then int_head_direct＝Angel+1800000；
计算当前航向角和第一航向角的差值：
int_head_relative＝int_head_direct-int_head_current；
(4)计算挖掘机履带的输出值：
如果当前航向角和第一航向角的差值较大时，比如fabs(int_head_relative)>4500000时，给与履带较大电流，实现快速转向：如果当前航向角和第一航向角的差值大于45度时，即int_head_relative>4500000时：左履带的控制值pedal_left＝-K1,右履带的控制值pedal_right＝K1；其中K1为控制履带行走速度的常数。左履带可以理解为挖掘机的第一履带，右履带可以理解为挖掘机的第二履带。如果当前航向角和第一航向角的差值小于-45度时，即int_head_relative<-4500000时：左履带的控制值pedal_left＝K1,右履带控制值pedal_right＝-K1。
如果当前航向角和第一航向角的差值较小，比如fabs(int_head_relative)<4500000时，给与挖掘机的履带与差值大小相关的电流值：如果当前航向角和第一航向角的差值大于0度时，即int_head_relative>0时：左履带的控制值pedal_left＝-K1,右履带的控制值pedal_right＝int_head_relative/K2-K1；其中，K2为控制履带行走差速运算常数。如果当前航向角和第一航向角的差值小于0度时，即int_head_relative<0时：左履带的控制值pedal_left＝-(K1+int_head_relative/K2)，右履带的控制值pedal_right＝-K1。
将pedal_left和pedal_right作为履带控制值发送至控制模块100。
(5)判断挖掘机是否到达目标位置
设置参数T，T＝SQRT(int_lat_relative*int_lat_relative+int_lon_relative*int_lon_relative)，当T<T1时，则挖掘机的当前位置和目标位置的差值和在T1之内，则确定挖掘机已经到达目标位置，然后向人机交互装置200发送对应的到达信息。T1可以设置成40cm，当T1设置成40cm时，如果T<40时，则挖掘机的当前位置和目标位置的差值和在40cm之内，则确定挖掘机已经到达目标位置。需要说明的是，T1的值可以随着定位装置300的信号强度和精度进行调整。
(6)通过算法计算出行走控制值后，控制模块100输出PWM电流控制履带行走电磁阀。在到达目标位置后，控制模块100发送已到达的信号，信号通过串口发送至人机交互装置200。然后结束本次自动行驶的流程，等待作业任务结束指令以及下一个作业任务信息。
在一实施例中，第一位置信息包括第一经纬度，目标位置的经纬度为目标经纬度，控制方法还包括：
获取第一经纬度和目标经纬度；
根据第一经纬度和目标经纬度，计算出第一差值；
在第一差值不超过预设差值的情况下，确认挖掘机到达目标位置，并控制挖掘机停止行驶，其中，预设差值是根据挖掘机的定位装置的信号强度和精度来确定的。
第一差值可以指T，预设差值可以指T1。第一经纬度为第一位置信息中的经纬度，也就是说，第一经纬度是挖掘机的当前位置的经纬度。通过计算挖掘机的当前位置的经纬度和目标位置的经纬度的差值来判断挖掘机是否到达目标位置，提高了挖掘机自动行驶的准确性和可靠性。另外，预设差值可以根据挖掘机的定位装置300的信号强度和精度来调整，提高可操作性和实用性。
应用本发明实施例提供的用于挖掘机的控制方法，还可以实现挖掘机的自动避障。
在一实施例中，控制方法还包括：
在挖掘机的行驶过程中，检测挖掘机的作业环境；
在检测到作业环境存在障碍物的情况下，确定障碍物的位置和轮廓；
根据位置和轮廓确定避障路径；以及
控制挖掘机按照避障路径行驶，以绕开障碍物。
在一实施例中，根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为1个的情况下，根据障碍物的位置和轮廓以及第一航向角确定第一修正点；
根据第一修正点确定避障路径，其中，避障路径为经过挖掘机的当前位置、第一修正点以及相对于当前位置的下一个参考点的路径。
在一实施例中，经过第一修正点和障碍物的位置的直线方向与第一航向角的方向正交。
在一实施例中，避障路径的起点与障碍物的轮廓的最小距离为3米。
在一实施例中，根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为多个的情况下，根据多个障碍物的位置和轮廓以及目标位置，确定网格地图；
确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径，其中，多个连续的网格不包含多个障碍物的位置和轮廓。
在一实施例中，确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径包括：
确定网格地图中第一种多个连续的网格为第一路线；
确定网格地图中第二种多个连续的网格为第二路线；
在第一路线和第二路线中确定出较短的路线，以形成避障路径。
在挖掘机的自动避障过程中，挖掘机会根据障碍物的位置和轮廓信息、当前位置和下一个参考点的位置，来对避障路径进行优化，确定出最优的避障路径，提高挖掘机自动避障的科学性，减少挖掘机的能耗，提高挖掘机的工作效率。
在一实施例中，根据多个所述障碍物的位置和轮廓以及所述目标位置，确定网格地图包括：
根据所述挖掘机的尺寸和转弯半径，确定所述网格的尺寸；
根据多个所述障碍物的位置和轮廓、所述目标位置以及所述网格的尺寸，确定网格地图。
下面以一个具体实施例来对本发明中的自动避障的方法来进行具体说明。
自动避障：采用雷达测距技术，测量与障碍物的距离，分析单个障碍物和多个障碍物下的避障策略，规划避障路径，在挖掘机自动行驶遇到障碍物的情况下，有效绕开障碍物。具体过程如下：
(1)在自动行驶的过程中，对挖掘机的周围环境进行360度扫描。在扫描到障碍物后，对障碍物的形状进行分析，可以得到障碍物的位置、大小和形状，挖掘机的自动避障程序开始干预自动行驶。
挖掘机上的激光雷达401的主要作用是：高精度地判定挖掘机的周围物体(比如说行人)的形状，以及与挖掘机的相对位置和距离。与传统的基于摄像头的距离检测的精度相比，激光雷达401的精度更高，抗干扰能力更强。
图3示意性示出了根据本发明一实施例的信号处理的流程图，如图3所示，采用点云方式对雷达信号进行采样和处理。步骤301，对点云数据进行预处理；步骤302，点云聚类；步骤303，分割地面和障碍物；步骤304，得到障碍物与挖掘机的相对距离。利用激光雷达401等环境感知装置400，可以确定障碍物的相对位置、轮廓以及三维数据。
(2)当挖掘机正处于自动行驶的状态时，障碍物的轮廓和距离的数值被传送至控制模块100。挖掘机在进入距离障碍物3m范围内时，中断当前位置信息的发送，挖掘机开始进入避障程序，也就是，避障路径的起点与障碍物的轮廓的最小距离可以为3米。
(3)图4示意性示出了根据本发明一实施例的避障路径的示意图，如图4所示，当检测到的障碍物只有1个时，控制模块100通过接收到的障碍物的轮廓和位置信息，计算出障碍物的经纬度值。在挖掘机的原行驶路径的行进方向的垂直方向增加相应的经纬度确定修正点，还保证障碍物在进入避障路径时拐弯和在避障路径直线行驶时，均避开障碍物，避免与障碍物的边缘相碰。在碰到障碍物时，挖掘机改变行驶方向，向修正点行驶，当挖掘机行驶到修正点后，再向下一个参考点自动行驶，这样来形成避障策略。
(4)图5示意性示出了根据本发明另一实施例的避障路径的示意图。如图5所示，当障碍物为多个时，控制模块100将所有的障碍物的位置全部计算出来，并建立坐标系，将障碍物按照各自的位置信息纳入坐标系中。将整个坐标系按照一定精度进行网格化，计算出每一个网格的中心点坐标。利用Astar寻优算法进行路径寻优，将寻优算法的结果中的每一个网格的中心变为多个新的修正点1，2，3，……，按照修正点的依次顺序，形成避障路径，控制挖掘机按照避障路径进行自动行驶，以绕开障碍物。在避障策略中，网格的建立精度可以根据挖掘机的大小和转弯半径来调整，网格的尺寸选取适当的值，不能过大或过小，否则挖掘机会碰撞到障碍物。
本发明提供的挖掘机的自动行驶和自动避障的方法，不需要关于目标工作地点的精确地图，节省了时间和成本；更适合挖掘机工作的实际场景，不需要人工为挖掘机规划特定的路径行驶，简单而高效；还解决了传统方法下多个障碍物占据路径引起的路径无法规划的问题。
自动行驶：确定初始位置和目标位置，设备按照特定的算法，自动规划出行驶路径，并按照行驶路径自动行驶。自动避障：在自动行驶时，设备检测到障碍物，自动规划出避障路径，设备按照避障路径来自动行驶，避开障碍物。
在本发明中，当多台挖掘机在工地上自动行驶时，可以将多台挖掘机联网，这样，可以根据多台挖掘机的初始位置和目标位置，为多台挖掘机中的每一台挖掘机都规划出最优的行驶路径，可以避免多台挖掘机之间的碰撞。这样，实现了挖掘机的机群协作，实现了对多台挖掘机的统一调度，机群可以实现像自动化流水生产线类似的作业任务和时间的优化搭配，提高生产和工作效率。
为实现自动行驶和自动避障，挖掘机需要配备相应的硬件设施，下面对本发明中挖掘机的硬件设施件进行简单说明。
挖掘机可以包括：定位装置300、环境感知装置400、控制模块100以及人机交互装置200。
挖掘机：车辆主机，是一种具有多关节工作装置、上车回转体和下车行走装置的车辆主体，挖掘机可以是基于电气控制的液压传动型挖掘机。
定位装置300：可以是卫星定位装置，是基于GNSS(Global Navigation SatelliteSystem，全球导航卫星***)、惯性导航***(简称惯导)以及移动网络三种定位方式为一体的全球定位导航***，为挖掘机提供了在任何环境下的精确定位。
环境感知装置400：感知挖掘机前方的环境，将障碍物的外形和三维信息数字化，集成数据通讯能力，与控制模块100或人机交互装置200进行数据交互。
控制模块100：控制模块100是自动行驶和自动避障的核心模块，控制模块100将所有的环境感知信息，机器定位信息和工作点的位置信息进行整合，利用算法规划出行驶路径，并控制挖掘机的履带行走，同时将报警等信息通过人机交互装置200展示出来。
人机交互装置200：是人机交互的平台，可以对挖掘机的工作点的位置进行设定。
具体地，挖掘机具备上车回转和下车子行走功能，挖掘机是由动臂、斗杆和铲斗组成的多关节工作装置的电控挖掘机。在挖掘机的机顶安装360度扫描的雷达401，雷达401可以作为环境感知装置400的一部分。在挖掘机的司机室内安装电脑，电脑可以作为人机交互装置200的一部分。在挖掘机的内部安装工程机械控制器101或工控机，控制器101或工控机来作为控制模块100的一部分。在挖掘机上安装差分式的全球定位装置300，定位装置300集成了惯导和移动信号的定位功能，将定位天线和航向天线安装于挖掘机的机器尾部，定位信号接收装置放置于驾驶室。
图7示意性示出了根据本发明实施例的挖掘机的装置的线路连接示意图。如图7所示，人机交互装置200的电脑与工业控制器101通过RS232口连接。激光雷达401通过TCP/IP转CAN模块与控制器101的CAN口相连。定位装置300通过RS232口与控制器101的另一路串口相连。工业控制器101通过CAN口向挖掘机上的行走电比例阀500提供控制信号，来实现自动行驶和转向。工业控制器可以简称为控制器。
在本技术方案中，确定挖掘机的目标位置；根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置，这样来实现挖掘机的自动行驶，自动行驶可以提高挖掘机的工作效率。挖掘机可以在无人驾驶的情况下自动行驶至目标位置，降低了人工成本，在挖掘机复杂的作业环境下保障了作业人员的生命安全。在行驶路径中设置了多个参考点，利用这多个参考点来对挖掘机的行驶进行定期把控，可以及时掌握挖掘机的异常行驶(比如偏航)，确保挖掘机按照规定的行驶路径来行驶，提高了挖掘机自动行驶的可靠性和安全性。
本发明实施例提供了一种处理器，该处理器被配置成执行上述实施例中的任意一项用于挖掘机的控制方法。
具体地，处理器可以被配置成：
确定挖掘机的目标位置；
根据目标位置规划挖掘机的行驶路径，其中行驶路径包括多个参考点，多个参考点包括目标位置；
根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为挖掘机的当前位置的信息，第二位置信息为多个参考点中相对于当前位置的下一个参考点的位置信息；
根据第一航向角控制挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至下一个参考点为目标位置。
在本发明实施例中，处理器还被配置成：
在挖掘机到达多个参考点中的一个参考点的情况下，发送与所到达的参考点相关联的标识。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
根据第一航向角控制挖掘机行驶至下一个参考点包括：
根据第一航向角控制挖掘机直线行驶至下一个参考点。
在本发明实施例中，处理器还被配置成：
第一位置信息包括第一经纬度，目标位置的经纬度为目标经纬度，
获取第一经纬度和目标经纬度；
根据第一经纬度和目标经纬度，计算出第一差值；
在第一差值不超过预设差值的情况下，确认挖掘机到达目标位置，并控制挖掘机停止行驶，其中，预设差值是根据挖掘机的定位装置的信号强度和精度来确定的。
在本发明实施例中，处理器还被配置成：
在挖掘机的行驶过程中，检测挖掘机的作业环境；
在检测到作业环境存在障碍物的情况下，确定障碍物的位置和轮廓；
根据位置和轮廓确定避障路径；以及
控制挖掘机按照避障路径行驶，以绕开障碍物。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为1个的情况下，根据障碍物的位置和轮廓以及第一航向角确定第一修正点；
根据第一修正点确定避障路径，其中，避障路径为经过挖掘机的当前位置、第一修正点以及相对于当前位置的下一个参考点的路径。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
经过第一修正点和障碍物的位置的直线方向与第一航向角的方向正交。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
避障路径的起点与障碍物的轮廓的最小距离为3米。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
根据位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的障碍物的数量为多个的情况下，根据多个障碍物的位置和轮廓以及目标位置，确定网格地图；
确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径，其中，多个连续的网格不包含多个障碍物的位置和轮廓。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
确定网格地图中的多个连续的网格，以形成避障路径包括：
确定网格地图中第一种多个连续的网格为第一路线；
确定网格地图中第二种多个连续的网格为第二路线；
在第一路线和第二路线中确定出较短的路线，以形成避障路径。
在本发明实施例中，处理器被配置成：
根据多个所述障碍物的位置和轮廓以及所述目标位置，确定网格地图包括：
根据所述挖掘机的尺寸和转弯半径，确定所述网格的尺寸；
根据多个所述障碍物的位置和轮廓、所述目标位置以及所述网格的尺寸，确定网格地图。
本发明实施例提供了一种用于挖掘机的控制装置，控制装置包括定位装置300，定位装置300用于确定第一位置信息和第二位置信息，控制装置还包括上述的处理器。
本发明实施例提供一种挖掘机，该挖掘机包括上述的用于挖掘机的控制装置。
本发明实施例提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上述的用于挖掘机的控制方法。
本发明实施例提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，计算机程序在被处理器执行时实现上述的用于挖掘机的控制方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (14)
1.一种用于挖掘机的控制方法，其特征在于，包括：
确定所述挖掘机的目标位置；
根据所述目标位置规划所述挖掘机的行驶路径，其中所述行驶路径包括多个参考点，所述多个参考点包括所述目标位置；
根据第一位置信息和第二位置信息确定第一航向角，其中，所述第一位置信息为所述挖掘机的当前位置的信息，所述第二位置信息为所述多个参考点中相对于所述当前位置的下一个参考点的位置信息；
根据所述第一航向角控制所述挖掘机行驶至所述下一个参考点，直至所述下一个参考点为所述目标位置。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
在所述挖掘机到达所述多个参考点中的一个参考点的情况下，发送与所到达的参考点相关联的标识。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，根据所述第一航向角控制所述挖掘机行驶至所述下一个参考点包括：
根据所述第一航向角控制所述挖掘机直线行驶至所述下一个参考点。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述第一位置信息包括第一经纬度，所述目标位置的经纬度为目标经纬度，所述控制方法还包括：
获取所述第一经纬度和所述目标经纬度；
根据所述第一经纬度和所述目标经纬度，计算出第一差值；
在所述第一差值不超过预设差值的情况下，确认所述挖掘机到达所述目标位置，并控制所述挖掘机停止行驶，其中，所述预设差值是根据所述挖掘机的定位装置的信号强度和精度来确定的。
5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，还包括：
在所述挖掘机的行驶过程中，检测所述挖掘机的作业环境；
在检测到所述作业环境存在障碍物的情况下，确定所述障碍物的位置和轮廓；
根据所述位置和轮廓确定避障路径；以及
控制所述挖掘机按照所述避障路径行驶，以绕开所述障碍物。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的所述障碍物的数量为1个的情况下，根据所述障碍物的位置和轮廓以及所述第一航向角确定第一修正点；
根据所述第一修正点确定所述避障路径，其中，所述避障路径为经过所述挖掘机的当前位置、所述第一修正点以及相对于所述当前位置的下一个参考点的路径。
7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，经过所述第一修正点和所述障碍物的位置的直线方向与所述第一航向角的方向正交。
8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述避障路径的起点与所述障碍物的轮廓的最小距离为3米。
9.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于，所述根据所述位置和轮廓确定避障路径包括：
在检测到的所述障碍物的数量为多个的情况下，根据多个障碍物的位置和轮廓以及所述目标位置，确定网格地图；
确定所述网格地图中的多个连续的网格，以形成所述避障路径，其中，所述多个连续的网格不包含多个障碍物的位置和轮廓。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述确定所述网格地图中的多个连续的网格，以形成所述避障路径包括：
确定所述网格地图中第一种多个连续的网格为第一路线；
确定所述网格地图中第二种多个连续的网格为第二路线；
在所述第一路线和所述第二路线中确定出较短的路线，以形成所述避障路径。
11.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述根据多个所述障碍物的位置和轮廓以及所述目标位置，确定网格地图包括：
根据所述挖掘机的尺寸和转弯半径，确定所述网格的尺寸；
根据多个所述障碍物的位置和轮廓、所述目标位置以及所述网格的尺寸，确定网格地图。
12.一种处理器，其特征在于，被配置成执行根据权利要求1至11中任一项所述的用于挖掘机的控制方法。
13.一种用于挖掘机的控制装置，其特征在于，包括：
定位装置，用于确定第一位置信息和第二位置信息；以及
根据权利要求12所述的处理器。
14.一种挖掘机，其特征在于，包括根据权利要求13所述的用于挖掘机的控制装置。
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