大连理工大学学报

作者：黎柿汪,张天赐,付涛,李光,孙刚,宋学官

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

基金：国家自然科学基金资助项目(52075068).

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0.05s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．

来源：2022年第6期

《大连理工大学学报》期刊编辑部

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