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拓疆者“挖掘机自动避障原型机”项目荣获上海交通大学密西根学院设计展银奖

拓疆者 拓疆者BuilderX 2022-11-04
8月4日上海交通大学密西根学院2021夏季设计展隆重开幕,作为学院的大型品牌教学活动,共有36个项目参与展出,展出集中体现了“智能化”“无人化”,涵盖了工业、建筑施工、电子办公、自动驾驶等诸多行业。其中,与拓疆者合作的“挖掘机自动避障原型机”项目受到评委们的一致好评,荣获毕业设计项目组银奖。


挖掘机在建筑、施工等领域有着重要的地位,被广泛应用于各类机械化施工和救灾现场中。挖掘机在挖掘过程中,不管是真人上机操作还是远程控制,会不可避免的遇到障碍物,如果发生碰撞,会减少挖掘机的机械寿命,若触碰危险障碍物,如电线等,将严重威胁作业人员的生命安全,后果不堪设想。


该项目展示的“自动避障原型机”原理及流程如下:
(1)感知部分:通过传感器(摄像头及红外探测)360度实时探测周边事物,并以点云的形式生成地图
(2)计算部分:测量障碍物与传感器之间的夹角,根据三角测距定理,已知两传感器之间的距离和物体与两传感器之间的夹角,计算障碍物与挖掘机之间的距离
(3)路径规划:若障碍物离挖掘机的距离达到设定的安全阈值,机器自动规划最优避让路径
(4)动作执行:作业臂按照规划路径移动至安全范围


据项目组组长刘世纪介绍,感知部分将点云输入到路径规划算法中,通过点云搜索得到无碰撞路径,然后生成一组运动指令来控制挖掘机的运动。动作执行部分基于正运动学和逆运动学对挖掘机作业臂进行建模,并在此基础上实现对作业臂的规划和控制。项目难点在于整个系统需要与挖掘机本身的液压系统及操作系统匹配和融合。对于未来的迭代更新,下一步目标是更高的精度以及更快更稳定的点云融合。


拓疆者一直注重高新技术人才的引进和培养,做到引育并举,也希望通过公司的努力和认可感染更多科技人才,为国家的科技振兴,为国家从制造业大国向制造业强国的转变尽一份自己的力量。



上海交通大学密西根学院设计展每年举办2次,是全方位展示密院学生各种科技创新作品的盛会,充分体现密西根学院的先进育人理念和学生出色的思考、创意、动手、团队协作等各项能力。去年12月拓疆者合作的《遥控塔吊模型及其自动稳定系统》项目在冬季设计展毕业设计项目组中荣获金奖。




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