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题名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
黎柿汪
张天赐
付涛
李光
孙刚
宋学官
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机构
大连理工大学机械工程学院
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
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出处
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期582-591,共10页
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基金
国家自然科学基金资助项目(52075068)。
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文摘
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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Keywords
intelligent shovel
polynomial response surface(PRS)method
stockpile surface prediction model
energy-minimum optimization
trajectory planning
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分类号
TP242.2
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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