本發(fā)明涉及自主作業(yè)，尤其涉及一種作業(yè)機(jī)械的控制方法、裝置、作業(yè)機(jī)械及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、作業(yè)機(jī)械自動化以及智能化的發(fā)展是行業(yè)的必然趨勢，傳統(tǒng)的作業(yè)機(jī)械依靠操作員調(diào)節(jié)控制桿來協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)動臂、斗桿和鏟斗的精準(zhǔn)配合，完成作業(yè)機(jī)械的作業(yè)。傳統(tǒng)的作業(yè)方式，需要操作員具備高度的專業(yè)技能，另外，由于作業(yè)的重復(fù)性和勞動強(qiáng)度，極易造成操作員的作業(yè)疲勞。因此，實現(xiàn)作業(yè)機(jī)械的自動化控制，對于提升作業(yè)效率和操作員的作業(yè)安全是具有重要意義的。

2、為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，現(xiàn)有技術(shù)采用半自動控制的方式進(jìn)行作業(yè)機(jī)械的控制。例如，需要操作員在作業(yè)前進(jìn)行示范性作業(yè)，以使作業(yè)機(jī)械記錄該作業(yè)過程，進(jìn)而基于記錄的作業(yè)過程進(jìn)行自動作業(yè)。

3、但是，作業(yè)機(jī)械的作業(yè)任務(wù)和作業(yè)環(huán)境是多樣的，同一作業(yè)任務(wù)隨著作業(yè)的執(zhí)行，作業(yè)面也會發(fā)生變化，因此，需要操作員多次進(jìn)行示范性作業(yè)，導(dǎo)致整體的作業(yè)效率較低，作業(yè)效果也不理想。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實施例提供一種作業(yè)機(jī)械的控制方法、系統(tǒng)、作業(yè)機(jī)械及設(shè)備，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用半自動化方式進(jìn)行作業(yè)機(jī)械的控制導(dǎo)致的作業(yè)效率低和作業(yè)效果差的問題，實現(xiàn)全自動的作業(yè)機(jī)械控制，提高作業(yè)效率和作業(yè)效果。

2、本發(fā)明實施例提供一種作業(yè)機(jī)械的控制方法，包括：

3、獲取作業(yè)機(jī)械的當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)以及所述作業(yè)機(jī)械對應(yīng)的當(dāng)前作業(yè)環(huán)境的點云數(shù)據(jù)；

4、基于所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、所述點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的所述作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布，其中，所述動作預(yù)測模型基于作業(yè)數(shù)據(jù)樣本、點云數(shù)據(jù)樣本和所述作業(yè)機(jī)械在所述作業(yè)數(shù)據(jù)樣本和所述點云數(shù)據(jù)樣本下所執(zhí)行動作的概率分布樣本訓(xùn)練得到；

5、基于所述概率分布確定目標(biāo)動作；

6、生成與所述目標(biāo)動作對應(yīng)的目標(biāo)控制信號，以基于所述目標(biāo)控制信號控制所述作業(yè)機(jī)械執(zhí)行所述目標(biāo)動作。

7、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述基于所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、所述點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的所述作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布，包括：

8、基于所述動作預(yù)測模型對應(yīng)的數(shù)據(jù)要求，對所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)和所述點云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理操作，得到模型輸入數(shù)據(jù)；

9、將所述模型輸入數(shù)據(jù)輸入所述動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的所述概率分布。

10、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前控制信號和所述作業(yè)機(jī)械的作業(yè)機(jī)構(gòu)對應(yīng)的當(dāng)前作業(yè)角度；

11、所述基于所述動作預(yù)測模型對應(yīng)的數(shù)據(jù)要求，對所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)和所述點云數(shù)據(jù)分別進(jìn)行處理操作，得到模型輸入數(shù)據(jù)，包括：

12、基于預(yù)設(shè)的獎懲策略和所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)，確定獎懲值；

13、轉(zhuǎn)化所述點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)；

14、將所述獎懲值、所述柵格數(shù)據(jù)、所述當(dāng)前作業(yè)角度和所述當(dāng)前控制信號組成的序列確定為所述模型輸入數(shù)據(jù)。

15、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述基于所述概率分布確定目標(biāo)動作，包括：

16、對所述概率分布對應(yīng)的動作進(jìn)行采樣，得到所述概率分布對應(yīng)的目標(biāo)點；

17、將所述目標(biāo)點在所述概率分布上對應(yīng)的動作確定為所述目標(biāo)動作。

18、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述動作預(yù)測模型的訓(xùn)練過程包括：

19、獲取樣本數(shù)據(jù)集，其中，所述樣本數(shù)據(jù)集包括：所述作業(yè)數(shù)據(jù)樣本、所述點云數(shù)據(jù)樣本和所述概率分布樣本；

20、基于所述動作預(yù)測模型對應(yīng)的數(shù)據(jù)要求，對所述樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行處理操作，得到模型輸入數(shù)據(jù)樣本；

21、將所述模型輸入數(shù)據(jù)樣本中用于表征所述作業(yè)機(jī)械的動作的數(shù)據(jù)進(jìn)行掩碼處理，得到待輸入數(shù)據(jù)樣本；

22、將所述待輸入數(shù)據(jù)樣本輸入所述動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的預(yù)測概率分布；基于所述預(yù)測概率分布和所述概率分布樣本，優(yōu)化所述動作預(yù)測模型，直至所述動作預(yù)測模型收斂，得到最終的所述動作預(yù)測模型。

23、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述基于所述預(yù)測概率分布和所述概率分布樣本，優(yōu)化所述動作預(yù)測模型，包括：

24、計算所述預(yù)測概率分布與所述概率分布樣本對應(yīng)的對數(shù)似然和熵；

25、基于所述對數(shù)似然和所述熵，計算迭代損失；

26、基于所述迭代損失，反向傳播以更新所述動作預(yù)測模型的模型參數(shù)。

27、根據(jù)本發(fā)明實施例的作業(yè)機(jī)械的控制方法，所述獲取樣本數(shù)據(jù)集，包括：

28、確定所述當(dāng)前作業(yè)環(huán)境對應(yīng)的任務(wù)難度；

29、采集與所述任務(wù)難度對應(yīng)的數(shù)據(jù)量的樣本數(shù)據(jù)；

30、將采集的所述采樣數(shù)據(jù)組合得到所述樣本數(shù)據(jù)集。

31、本發(fā)明實施例提供一種作業(yè)機(jī)械的控制裝置，包括：

32、獲取模塊，用于獲取作業(yè)機(jī)械的當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)以及所述作業(yè)機(jī)械對應(yīng)的當(dāng)前作業(yè)環(huán)境的點云數(shù)據(jù)；

33、預(yù)測模塊，用于基于所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、所述點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的所述作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布，其中，所述動作預(yù)測模型基于作業(yè)數(shù)據(jù)樣本、點云數(shù)據(jù)樣本和所述作業(yè)機(jī)械在所述作業(yè)數(shù)據(jù)樣本和所述點云數(shù)據(jù)樣本下所執(zhí)行動作的概率分布樣本訓(xùn)練得到；

34、確定模塊，用于基于所述概率分布確定目標(biāo)動作；

35、控制模塊，用于生成與所述目標(biāo)動作對應(yīng)的目標(biāo)控制信號，以基于所述目標(biāo)控制信號控制所述作業(yè)機(jī)械執(zhí)行所述目標(biāo)動作。

36、本發(fā)明實施例還提供一種作業(yè)機(jī)械，用于實現(xiàn)所述作業(yè)機(jī)械的控制方法的步驟。

37、本發(fā)明實施例還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)所述作業(yè)機(jī)械的控制方法的步驟。

38、本發(fā)明實施例還提供一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)所述作業(yè)機(jī)械的控制方法的步驟。

39、本發(fā)明實施例提供的作業(yè)機(jī)械的控制方法、裝置、作業(yè)機(jī)械及設(shè)備，通過當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到動作預(yù)測模型輸出的作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布；從得到的概率分布中確定目標(biāo)動作，可見，本發(fā)明無需操作員進(jìn)行示范性作業(yè)，且無需關(guān)注作業(yè)環(huán)境的情況，便能夠自動且快速的得到作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的目標(biāo)動作；進(jìn)而，生成與目標(biāo)動作對應(yīng)的目標(biāo)控制信號，以基于目標(biāo)控制信號控制作業(yè)機(jī)械執(zhí)行目標(biāo)動作，完成作業(yè)任務(wù)，可見，整個控制過程無需人為參與，作業(yè)機(jī)械可自動完成，能夠有效的提高作業(yè)效率和作業(yè)效果，并且能夠有效的節(jié)省作業(yè)時長。

技術(shù)特征：

1.一種作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述基于所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、所述點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到所述動作預(yù)測模型輸出的所述作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)包括：當(dāng)前控制信號和所述作業(yè)機(jī)械的作業(yè)機(jī)構(gòu)對應(yīng)的當(dāng)前作業(yè)角度；

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述基于所述概率分布確定目標(biāo)動作，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述動作預(yù)測模型的訓(xùn)練過程包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述基于所述預(yù)測概率分布和所述概率分布樣本，優(yōu)化所述動作預(yù)測模型，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要5所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法，其特征在于，所述獲取樣本數(shù)據(jù)集，包括：

8.一種作業(yè)機(jī)械的控制裝置，其特征在于，包括：

9.一種作業(yè)機(jī)械，其特征在于，用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法的步驟。

10.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至7任一項所述的作業(yè)機(jī)械的控制方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實施例提供一種作業(yè)機(jī)械的控制方法、裝置、作業(yè)機(jī)械及設(shè)備，包括：獲取作業(yè)機(jī)械的當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)以及作業(yè)機(jī)械對應(yīng)的當(dāng)前作業(yè)環(huán)境的點云數(shù)據(jù)；基于當(dāng)前作業(yè)數(shù)據(jù)、點云數(shù)據(jù)和預(yù)先訓(xùn)練的動作預(yù)測模型，得到動作預(yù)測模型輸出的作業(yè)機(jī)械需要執(zhí)行的動作的概率分布；基于概率分布確定目標(biāo)動作；生成與目標(biāo)動作對應(yīng)的目標(biāo)控制信號，以基于目標(biāo)控制信號控制作業(yè)機(jī)械執(zhí)行目標(biāo)動作。本發(fā)明用以解決現(xiàn)有技術(shù)中采用半自動化方式進(jìn)行作業(yè)機(jī)械的控制導(dǎo)致的作業(yè)效率低和作業(yè)效果差的問題，實現(xiàn)全自動的作業(yè)機(jī)械控制，提高作業(yè)效率和作業(yè)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：許奇楷,劉清泉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：三一重機(jī)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9