一种高精度定位自动控制方法及系统与流程

本发明涉及控制，特别涉及一种高精度定位自动控制方法及系统。

背景技术：

1、平地机是土方工程中用于整形和平整作业的主要机械，传统的土石方精平作业，需要测量员提前进行原地面测量后根据原地面高程，推算虚铺厚度，并人工进行打点放线，施工过程需进行多遍碾压、测量、精平工作，人工机械投入成本高，且效果不佳，极难满足机场道面影响区+10mm、-20mm的高程要求。现有平地机无法根据用户的指令进行自动化作业，同时在自动化作业过程中无法实时监测机械铲刀位置和运动姿态并进行及时调整，导致无法实现精平作业，施工精度及施工质量低。

技术实现思路

1、本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种高精度定位自动控制方法，实现平地机自动精平数字化施工作业，同时在自动化作业过程中实时监测机械铲刀位置和运动姿态并进行及时调整，采用平地机铲刀自动控制技术，实现平地机铲刀按照设计基准模型自动精平作业，只需精平1-2遍，精度即可达到±10mm以内，极大的提高了施工精度，保证了施工质量。

2、本发明的第二个目的在于提出一种高精度定位自动控制系统。

3、为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种高精度定位自动控制方法，包括：

4、接收用户端发送的工作任务；

5、获取平地机的历史数据，根据历史数据生成平地机的设备画像；

6、获取基于平地机的感知模块感知的环境数据；

7、根据设备画像及环境数据生成关于工作任务的数字化三维设计基准模型；

8、获取平地机在执行工作任务时，当前机械铲刀位置和运动姿态；

9、将当前机械铲刀位置和运动姿态与数字化三维设计基准模型进行比较，得到比较结果并发送至平地机；

10、平地机根据比较结果对当前机械铲刀进行自动控制。

11、根据本发明的一些实施例，获取平地机的历史数据，根据历史数据生成平地机的设备画像，包括：

12、对历史数据进行数据分析，得到数据之间的关联关系；

13、根据数据之间的关联关系，生成平地机的设备画像。

14、根据本发明的一些实施例，对历史数据进行数据分析，得到数据之间的关联关系，包括：

15、对历史数据进行数据预处理，转化为文档数据；其中，所述文档数据中包含多个句子；

16、基于预先训练好的语言编码模型对文档数据进行上下文编码，确定每个句子在文档数据中的位置信息；

17、基于预先训练好的实体提取模型对每个句子中的实体进行提取，确定实体在句子中的位置信息；

18、基于每个句子在文档数据中的位置信息及实体在句子中的位置信息构建初始关联图；所述初始关联图包含实体节点的初始表示；

19、基于预先训练好的语义识别模型对初始关联图中的实体节点进行语义识别，得到语义识别结果并标注在实体节点上，得到语义实体节点；将语义实体节点分为第一部分语义实体节点和第二部分语义实体节点；

20、基于前馈神经网络模型对第一部分语义实体节点进行预测，确定第一部分语义实体节点之间的预测关联关系标签；

21、计算第一部分语义实体节点之间的预测关联关系标签与第一部分关联关系标签之间的损失值，基于损失值和反向传播算法迭代优化前馈神经网络模型的模型参数，确定修正前馈神经网络模型；

22、基于修正前馈神经网络模型对第二部分语义实体节点进行识别，得到第二部分关联关系标签；

23、根据第一部分关联关系标签及第二部分关联关系标签，得到数据之间的关联关系。

24、根据本发明的一些实施例，获取基于平地机的感知模块感知的环境数据，包括：

25、基于感知模块感知平地机所处环境的三维数据；所述三维数据包括位置信息、障碍物信息和高度信息。

26、根据本发明的一些实施例，根据设备画像及环境数据生成关于工作任务的数字化三维设计基准模型，包括：

27、基于平地机所处环境的三维数据生成三维模型图，并在三维模型图上对工作任务规划可行路径，得到可行路径集合；

28、基于设备画像对可行路径集合进行筛选与优化，确定目标执行路径，根据目标执行路径，生成关于工作任务的数字化三维设计基准模型。

29、根据本发明的一些实施例，在三维模型图上对工作任务规划可行路径，得到可行路径集合，包括：

30、基于卷积神经网络输出障碍物的信息；

31、在三维模型图上标记工作任务对应的起始位置和终止位置；根据障碍物的信息、起始位置和终止位置，构建路径网格，得到可行路径集合。

32、根据本发明的一些实施例，在平地机根据比较结果对当前机械铲刀进行自动控制后，还包括：

33、获取施工数据，根据施工数据监控施工质量指标是否达到设计及规范要求，在确定施工质量指标未达到设计及规范要求时，发出报警提示。

34、根据本发明的一些实施例，平地机根据比较结果对当前机械铲刀进行自动控制，包括：

35、平地机根据比较结果自动进行相应液压闭合回路控制及自动控制调整铲刀姿态。

36、根据本发明的一些实施例，还包括：

37、在平地机执行工作任务时，获取平地机的运行状态数据；

38、对运行状态数据基于运行状态数据库进行分析，根据分析结果，在确定发生异常时，发出报警提示；

39、对运行状态数据基于运行状态数据库进行分析，包括：

40、运行状态数据库中含有m条不同的数据，且每条数据都包括对运行状态数据进行数据评估的n个指标的值，生成矩阵b；同时运行状态数据库包含每条数据对应的是否异常信息，生成矩阵c；

41、对矩阵b进行均衡化处理，得到修正矩阵；

42、

43、其中，bip为矩阵b第i行第p列的值，即为第i条数据第p个指标的值；bbip为矩阵b第i行第p列的值进行均衡化处理后的值；i＝1、2、3……m；p＝1、2、3……n；基于对矩阵b每个数值进行处理，得到修正矩阵w；

44、计算数据中每个指标的权重系数：

45、

46、其中,bbip为修正矩阵w中第i行第p列的值；bbtp为修正矩阵w中第t行第p列的值；wp为数据中第p个指标的权重系数，i＝1、2、3……m；t＝1、2、3……m；p＝1、2、3……n，ln()为指log以e为底的对数；

47、计算每条数据的特征值：

48、

49、其中,fi为第i条数据的特征值；i＝1、2、3……m；

50、基于对运行状态数据进行数据评估的n个指标的值及数据中每个指标的权重系数，计算运行状态数据的特征值；

51、计算运行状态数据的特征值与运行状态数据库中每条数据的特征值的差值的绝对值，将差值的绝对值最小的运行状态数据库中的数据，作为匹配数据；确定匹配数据对应的矩阵c中的数值，作为分析结果。

52、为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种高精度定位自动控制系统，包括：

53、接收模块，用于接收用户端发送的工作任务；

54、第一获取模块，用于获取平地机的历史数据，根据历史数据生成平地机的设备画像；

55、第二获取模块，用于获取基于平地机的感知模块感知的环境数据；

56、生成模块，用于根据设备画像及环境数据生成关于工作任务的数字化三维设计基准模型；

57、第三获取模块，用于获取平地机在执行工作任务时，当前机械铲刀位置和运动姿态；

58、比较模块，用于将当前机械铲刀位置和运动姿态与数字化三维设计基准模型进行比较，得到比较结果并发送至平地机；

59、平地机根据比较结果对当前机械铲刀进行自动控制。

60、本发明提出了一种高精度定位自动控制方法及系统，实现平地机自动精平数字化施工作业，同时在自动化作业过程中实时监测机械铲刀位置和运动姿态并进行及时调整，采用平地机铲刀自动控制技术，实现平地机铲刀按照设计基准模型自动精平作业，只需精平1-2遍，精度即可达到±10mm以内，极大的提高了施工精度，保证了施工质量。在生成数字化三维设计基准模型时，基于设备画像进行调整，提高了得到数字化三维设计基准模型的准确性。

61、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

62、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。