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无人大型矿用电铲实验平台控制系统硬件设计
被引量：
4
1
作者
高槐泽
李光
+4 位作者
王梦麟
刘晓星
岳海峰
付涛
宋学官
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期70-76,共7页
大型矿用挖掘机是露天矿山开采系统中的核心装备,其综合性能直接决定着整个矿山的开采效率.人工操作时由于电铲体积巨大、作业过程振动剧烈等,会影响挖掘机的综合挖掘效率.针对传统大型矿用挖掘机在复杂矿山环境下综合挖掘效率低、无法...
大型矿用挖掘机是露天矿山开采系统中的核心装备,其综合性能直接决定着整个矿山的开采效率.人工操作时由于电铲体积巨大、作业过程振动剧烈等,会影响挖掘机的综合挖掘效率.针对传统大型矿用挖掘机在复杂矿山环境下综合挖掘效率低、无法实现高效开采等问题,进行了一个无人大型矿用电铲实验平台控制系统的硬件设计与搭建,该实验平台控制系统下位机是由PLC控制变频器分别驱动各工作电机,使用绝对值编码器、倾角传感器等传感器设备,实现对电铲各执行机构的运动闭环控制.同时搭建了实验样机的远程控制系统,其中分别设计有挖掘/行走模式、本地/远程模式转换按钮.该实验平台的搭建为后续进行无人大型矿用电铲智能化研究奠定了硬件基础.
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关键词
大型矿用电铲实验平台
综合挖掘效率
运动闭环控制
远程控制系统
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职称材料
基于PCL库的矿场环境点云配准方法研究
被引量：
7
2
作者
李光
付涛
张天赐
《机械设计》
CSCD
北大核心
2021年第S01期174-177,共4页
随着国内外基于工程环境的三维点云处理技术研究的不断深入,开源的PCL(Point Cloud Library)库应运而生并且发展迅速,三维点云配准技术广泛应用在机器视觉、人机交互、无人驾驶等诸多工程领域,且涉及到计算机学、几何计算、传感器等多...
随着国内外基于工程环境的三维点云处理技术研究的不断深入,开源的PCL(Point Cloud Library)库应运而生并且发展迅速,三维点云配准技术广泛应用在机器视觉、人机交互、无人驾驶等诸多工程领域,且涉及到计算机学、几何计算、传感器等多学科融合。由于传统电铲在手动操作挖掘过程中对于矿场环境感知不足,导致矿山整体开采效率低下,易发生挖掘碰撞、机身倾覆等意外事故。文中基于PCL点云数据处理库,将基于FPFH特征的SAC-IA粗配准,与使用迭代最近点算法(ICP)的精配准方法合并使用,实现矿场环境点云的配准,为后续无人电铲环境感知的研究提供了数据保障。试验结果表明,该方法具有较好的精度与较快的配准速度。
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关键词
PCL
点云配准
电铲
FPFH
ICP
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职称材料
基于堆料面预测模型的电铲三维挖掘轨迹规划
被引量：
1
3
作者
黎柿汪
张天赐
+3 位作者
付涛
李光
孙刚
宋学官
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第6期582-591,共10页
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...
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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职称材料
题名
无人大型矿用电铲实验平台控制系统硬件设计
被引量：
4
1
作者
高槐泽
李光
王梦麟
刘晓星
岳海峰
付涛
宋学官
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
出处
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022年第1期70-76,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(52075068).
文摘
大型矿用挖掘机是露天矿山开采系统中的核心装备,其综合性能直接决定着整个矿山的开采效率.人工操作时由于电铲体积巨大、作业过程振动剧烈等,会影响挖掘机的综合挖掘效率.针对传统大型矿用挖掘机在复杂矿山环境下综合挖掘效率低、无法实现高效开采等问题,进行了一个无人大型矿用电铲实验平台控制系统的硬件设计与搭建,该实验平台控制系统下位机是由PLC控制变频器分别驱动各工作电机,使用绝对值编码器、倾角传感器等传感器设备,实现对电铲各执行机构的运动闭环控制.同时搭建了实验样机的远程控制系统,其中分别设计有挖掘/行走模式、本地/远程模式转换按钮.该实验平台的搭建为后续进行无人大型矿用电铲智能化研究奠定了硬件基础.
关键词
大型矿用电铲实验平台
综合挖掘效率
运动闭环控制
远程控制系统
Keywords
large-scale mining electric shovel experimental platform
comprehensive mining efficiency
motion closed-loop control
remote control system
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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职称材料
题名
基于PCL库的矿场环境点云配准方法研究
被引量：
7
2
作者
李光
付涛
张天赐
机构
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
大连理工大学机械工程学院
出处
《机械设计》
CSCD
北大核心
2021年第S01期174-177,共4页
文摘
随着国内外基于工程环境的三维点云处理技术研究的不断深入,开源的PCL(Point Cloud Library)库应运而生并且发展迅速,三维点云配准技术广泛应用在机器视觉、人机交互、无人驾驶等诸多工程领域,且涉及到计算机学、几何计算、传感器等多学科融合。由于传统电铲在手动操作挖掘过程中对于矿场环境感知不足,导致矿山整体开采效率低下,易发生挖掘碰撞、机身倾覆等意外事故。文中基于PCL点云数据处理库,将基于FPFH特征的SAC-IA粗配准,与使用迭代最近点算法(ICP)的精配准方法合并使用,实现矿场环境点云的配准,为后续无人电铲环境感知的研究提供了数据保障。试验结果表明,该方法具有较好的精度与较快的配准速度。
关键词
PCL
点云配准
电铲
FPFH
ICP
Keywords
PCL
point cloud registration
electric shovel
FPFH
ICP
分类号
TD422.21 [矿业工程—矿山机电]
TN957.52 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
基于堆料面预测模型的电铲三维挖掘轨迹规划
被引量：
1
3
作者
黎柿汪
张天赐
付涛
李光
孙刚
宋学官
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
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
基金
国家自然科学基金资助项目(52075068)。
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.
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
Keywords
intelligent shovel
polynomial response surface(PRS)method
stockpile surface prediction model
energy-minimum optimization
trajectory planning
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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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
无人大型矿用电铲实验平台控制系统硬件设计
高槐泽
李光
王梦麟
刘晓星
岳海峰
付涛
宋学官
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
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职称材料
2
基于PCL库的矿场环境点云配准方法研究
李光
付涛
张天赐
《机械设计》
CSCD
北大核心
2021
7
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职称材料
3
基于堆料面预测模型的电铲三维挖掘轨迹规划
黎柿汪
张天赐
付涛
李光
孙刚
宋学官
《大连理工大学学报》
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
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职称材料
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