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专利号: 2024114271799
申请人: 临沂大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 控制;调节
更新日期:2026-04-02
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤S1:通过工业机械设备内部配置的环境监测传感器进行环境感知数据采集,生成环境感知数据,其中所述环境感知数据包括环境感知视觉数据以及机械运行影响感知参数;

步骤S2:根据环境感知视觉数据进行环境感知任务对象检测处理,生成环境感知任务对象数据;

步骤S3:获取工业机械任务需求数据;基于工业机械任务需求数据以及环境感知任务对象数据进行工业机械控制参数分析,以得到工业机械控制参数;其中,步骤S3包括:步骤S31:获取工业机械任务需求数据;

步骤S32:根据环境感知任务对象数据进行任务对象形态特征分析,生成任务对象形态特征数据;

步骤S33:基于工业机械任务需求数据以及任务对象形态特征数据进行机械触控操作逆运动学分析,生成机械触控操作逆运动学数据;其中,步骤S33包括:步骤S331:根据工业机械任务需求数据以及任务对象形态特征数据进行目标触控节点组合匹配识别处理,生成目标触控节点组合数据;

步骤S332:当目标触控节点组合数据小于预设的触控节点组合需求阈值时,对目标触控节点组合数据进行异常目标触控节点组合标识,生成异常目标触控节点组合数据,并执行步骤S333;当目标触控节点组合数据不小于预设的触控节点组合需求阈值时,对目标触控节点组合数据进行有效目标触控节点组合数据分析,生成有效目标触控节点组合数据;

步骤S333:当识别到异常目标触控节点组合数据时,根据任务对象形态特征数据进行形态特征多维角度可视像素点分析,生成形态特征多维角度可视像素点数据;根据形态特征多维角度可视像素点数据进行形态特征像素点描述子分析,生成形态特征像素点描述子数据;根据形态特征像素点描述子数据进行触控节点效益分析,生成触控节点效益数据;根据触控节点效益数据对任务对象形态特征数据进行全局优化触控节点组合分析,生成全局优化触控节点组合数据;

步骤S334:根据有效目标触控节点组合数据或者全局优化触控节点组合数据进行机械触控操作逆运动学分析,生成机械触控操作逆运动学数据;

步骤S34:根据机械触控操作逆运动学数据进行第一机械控制参数分析,生成第一机械控制参数;

步骤S35:根据环境感知任务对象数据进行任务对象空间位置分析处理,生成任务对象空间位置数据;

步骤S36:基于工业机械任务需求数据以及任务对象空间位置数据进行任务对象优化空间位移分析,生成任务对象优化空间位移数据;

步骤S37:根据任务对象优化空间位移数据进行第二机械控制参数分析,生成第二机械控制参数;

步骤S38:基于第一机械控制参数以及第二机械控制参数进行工业机械控制参数设定,以得到工业机械控制参数;

步骤S4:基于工业机械控制参数执行机械自动化控制作业;

步骤S5:基于机械运行影响感知参数进行历史影响感知参数波动信号分析,生成历史影响感知参数波动信号;根据历史影响感知参数波动信号分析影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间;

步骤S6:基于影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间对机械自动化控制作业执行机械自动化控制作业的安全优化性能调节限定处理,以得到安全优化机械自动化控制作业。

2.根据权利要求1所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,步骤S2包括以下步骤:根据环境感知视觉数据进行环境感知实体视觉分析,生成环境感知实体视觉数据;

根据环境感知实体视觉数据进行环境感知任务对象检测处理,生成环境感知任务对象数据。

3.根据权利要求1所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,步骤S36包括以下步骤:步骤S361:根据工业机械任务需求数据以及任务对象空间位置数据进行任务对象空间位移需求分析,生成任务对象空间位移需求数据;

步骤S362:根据任务对象空间位移需求数据进行任务对象空间位移突变点分析,生成任务对象空间位移突变区域数据;

步骤S363:根据预设的空间位移突变安全区域阈值对任务对象空间位移突变区域数据进行空间位移突变安全区域差值分析,生成空间位移突变安全区域差值数据;

步骤S364:根据空间位移突变安全区域差值数据进行空间位移调节路线通道补线处理,生成空间位移调节路线通道补线数据;

步骤S365:根据空间位移调节路线通道补线数据对任务对象空间位移需求数据进行任务对象优化空间位移分析,生成任务对象优化空间位移数据。

4.根据权利要求1所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,步骤S5包括以下步骤:步骤S51:基于机械运行影响感知参数进行历史影响感知参数波动信号分析,生成历史影响感知参数波动信号;

步骤S52:根据历史影响感知参数波动信号进行历史影响感知参数信号波动基态区间分析,生成历史影响感知参数信号波动基态区间;

步骤S53:采集历史影响感知参数信号波动基态区间对应的历史机械运行性能数据;根据历史影响感知参数信号波动基态区间以及对应的历史机械运行性能数据计算影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间。

5.根据权利要求4所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,步骤S6包括以下步骤:步骤S61:根据预设的机械运行性能调节极值阈值对机械自动化控制作业进行机械控制性能自适应调节处理,生成性能调节的机械自动化控制作业;

步骤S62:根据性能调节的机械自动化控制作业的机械运行影响感知参数进行实时影响感知参数信号监测处理,生成实时影响感知参数信号;

步骤S63:根据历史影响感知参数信号波动基态区间对实时影响感知参数信号进行影响感知参数离群点信号监测处理,生成影响感知参数离群点信号;

步骤S64:采集影响感知参数离群点信号对应的离群点机械运行性能数据;根据影响感知参数离群点信号以及对应的离群点机械运行性能数据计算影响感知参数与机械运行性能的离群点比值数据;

步骤S65:当识别到影响感知参数与机械运行性能的离群点比值数据处于影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间时,将离群点机械运行性能数据标记为有效机械运行性能数据;

步骤S66:当识别到影响感知参数与机械运行性能的离群点比值数据不处于影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间时,将离群点机械运行性能数据标记为异常机械运行性能数据;对异常机械运行性能数据进行机械运行性能智能调节处理,以得到智能调节机械运行性能数据;

步骤S67:将为有效机械运行性能数据以及智能调节机械运行性能数据反馈至性能调节的机械自动化控制作业进行机械自动化控制作业的安全优化性能调节限定处理,以得到安全优化机械自动化控制作业。

6.根据权利要求5所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,其特征在于,步骤S66中所述对异常机械运行性能数据进行机械运行性能智能调节处理包括以下步骤:根据影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间进行机械运行性能约束特征设计,生成机械运行性能约束特征数据;

根据机械运行性能约束特征数据对异常机械运行性能进行机械运行性能智能调节处理,以得到智能调节机械运行性能数据。

7.一种基于环境感知的机械自动化控制系统,其特征在于,用于执行如权利要求1所述的基于环境感知的机械自动化控制方法,该基于环境感知的机械自动化控制系统包括:环境感知数据采集模块,用于通过工业机械设备内部配置的环境监测传感器进行环境感知数据采集,生成环境感知数据,其中所述环境感知数据包括环境感知视觉数据以及机械运行影响感知参数;

环境感知任务对象检测模块,用于根据环境感知视觉数据进行环境感知任务对象检测处理,生成环境感知任务对象数据;

工业机械控制参数分析模块,用于获取工业机械任务需求数据;根据环境感知任务对象数据进行任务对象形态特征分析,生成任务对象形态特征数据;根据工业机械任务需求数据以及任务对象形态特征数据进行目标触控节点组合匹配识别处理,生成目标触控节点组合数据;当目标触控节点组合数据小于预设的触控节点组合需求阈值时,对目标触控节点组合数据进行异常目标触控节点组合标识,生成异常目标触控节点组合数据,当识别到异常目标触控节点组合数据时,根据任务对象形态特征数据进行形态特征多维角度可视像素点分析,生成形态特征多维角度可视像素点数据;根据形态特征多维角度可视像素点数据进行形态特征像素点描述子分析,生成形态特征像素点描述子数据;根据形态特征像素点描述子数据进行触控节点效益分析,生成触控节点效益数据;根据触控节点效益数据对任务对象形态特征数据进行全局优化触控节点组合分析,生成全局优化触控节点组合数据;当目标触控节点组合数据不小于预设的触控节点组合需求阈值时,对目标触控节点组合数据进行有效目标触控节点组合数据分析,生成有效目标触控节点组合数据;根据有效目标触控节点组合数据或者全局优化触控节点组合数据进行机械触控操作逆运动学分析,生成机械触控操作逆运动学数据;根据机械触控操作逆运动学数据进行第一机械控制参数分析,生成第一机械控制参数;根据环境感知任务对象数据进行任务对象空间位置分析处理,生成任务对象空间位置数据;基于工业机械任务需求数据以及任务对象空间位置数据进行任务对象优化空间位移分析,生成任务对象优化空间位移数据;根据任务对象优化空间位移数据进行第二机械控制参数分析,生成第二机械控制参数;基于第一机械控制参数以及第二机械控制参数进行工业机械控制参数设定,以得到工业机械控制参数;

机械自动化控制作业执行模块,用于基于工业机械控制参数执行机械自动化控制作业;

机械运行性能安全比值区间分析模块,用于基于机械运行影响感知参数进行历史影响感知参数波动信号分析,生成历史影响感知参数波动信号;根据历史影响感知参数波动信号分析影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间;

机械控制的优化性能调节限定模块,用于基于影响感知参数与机械运行性能的安全比值区间对机械自动化控制作业执行机械自动化控制作业的安全优化性能调节限定处理,以得到安全优化机械自动化控制作业。