强夯机自动控制系统、方法及强夯机与流程

本发明涉及工程机械技术领域，尤其涉及一种强夯机自动控制系统、方法及强夯机。

背景技术：

对人工强夯而言，设备的基本动作诸如行走、回转、变幅及起升等均由人工控制完成，然而这种施工方法具有效率低下，劳动强度大及危险系数高等缺陷。

为解决以上问题，目前出现了无人操控强夯机，由自动调度系统控制强夯机自主完成所有的基本动作。然而，无人操控强夯机一旦出现突发情况时，例如燃油供应不足、传感器等部件损坏或数据错误等，往往需要停机断电。但是，断电重启后，自动调度系统往往难以判断后续动作的执行起点，需要人工辅助判断。因此，目前的无人操纵强夯机自动控制系统尚不完善，自动调度系统不具备自动模式中断后的重启功能，也不存在针对无人操控强夯机自动模式中断后重启功能的实现方法。

技术实现要素：

本发明的目的是提出一种强夯机自动控制系统、方法及强夯机，能够使强夯机在断电重启后从停车时所处的状态开始继续工作。

为实现上述目的，本发明第一方面提供了一种强夯机自动控制系统，包括数据存储模块和用于对所述强夯机自动控制系统中的各个模块进行调度的指令调度模块，

所述数据存储模块用于接收所述指令调度模块发送的强夯机工作过程中对应的状态数据并进行存储；

所述指令调度模块用于在强夯机断电重启后从所述数据存储模块中读取断电时的状态数据，以便根据所述状态数据判断强夯机的工作状态，并执行断电重启后的剩余未完成任务。

进一步地，还包括过程判断模块，

所述指令调度模块用于向所述过程判断模块发送判断强夯机断电重启后工作状态的指令；

所述过程判断模块用于根据所述指令调度模块发送的状态数据判断强夯机的工作状态，并将判断结果返回所述指令调度模块。

进一步地，所述状态数据包括序号和状态指标，所述序号包括任务序号和单元序号，所述任务序号用于确定强夯机断电时正在执行的施工任务，所述单元序号用于确定强夯机断电时正在执行的作业单元；

所述状态指标包括强夯机位置指标和施工质量指标。

进一步地，还包括施工任务列表，所述施工任务列表用于保存施工任务数据；

所述指令调度模块能够在强夯机断电重启后，从所述数据存储模块中读取强夯机断电时的序号，以便根据序号在所述施工任务列表中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态。

进一步地，还包括运动规划模块，用于在接收到所述指令调度模块发送的规划命令后，根据所述指令调度模块发送的规划所需的状态数据，规划强夯机的行走轨迹、关节运动路径或起升路径，并将规划结果返回给所述指令调度模块。

进一步地，所述状态数据包括序号和状态指标，所述控制系统还包括指令执行模块，用于接收所述指令调度模块发送的施工指令并控制强夯机完成相应动作，同时将强夯机工作过程中的状态指标反馈给所述指令调度模块。

进一步地，还包括过程判断模块和运动规划模块，

所述指令调度模块能够将所述施工任务列表中的施工任务数据转化为施工指令；或者

所述运动规划模块能够在接收到所述指令调度模块发送的规划命令后根据所述施工任务列表中的施工任务数据规划相应的路径或轨迹；或者

所述过程判断模块能够根据所述施工任务列表中的施工任务数据判断强夯机的工作状态。

进一步地，所述过程判断模块能够接收所述指令调度模块发送的强夯机断电时的序号，并根据所述施工任务列表中的轨迹标识判断强夯机是否需要行走，或者根据所述施工任务列表中的作业单元判断强夯机的关节是否需要运动；或者所述指令调度模块能够根据施工质量指标判断是否需要继续作业。

为实现上述目的，本发明第二方面提供了一种强夯机，包括上述实施例所述的强夯机自动控制系统。

为实现上述目的，本发明第三方面提供了一种强夯机自动控制方法，包括：

数据存储模块接收指令调度模块发送的强夯机在工作过程中对应的状态数据并进行存储；

所述指令调度模块在强夯机断电重启后从所述数据存储模块中读取断电时的状态数据，以便根据所述状态数据判断强夯机的工作状态，并由所述指令调度模块调度执行断电重启后的剩余未完成任务。

进一步地，根据所述状态数据判断强夯机工作状态的步骤包括：

所述指令调度模块向过程判断模块发送判断强夯机断电重启后工作状态的指令；

所述过程判断模块根据所述指令调度模块发送的状态数据判断强夯机的工作状态，并将判断结果返回给所述指令调度模块以执行剩余未完成任务。

进一步地，所述状态数据包括序号和状态指标，所述序号包括任务序号和单元序号，所述任务序号用于确定强夯机断电时正在执行的施工任务，所述单元序号用于确定强夯机断电时正在执行的作业单元；

所述状态指标包括强夯机位置指标和施工质量指标。

进一步地，所述指令调度模块在强夯机断电重启后从所述数据存储模块中读取断电时的状态数据，以便根据所述状态数据判断强夯机的工作状态的步骤具体为：

所述指令调度模块在强夯机断电重启后从所述数据存储模块中读取断电时的序号，以便根据序号在施工任务列表中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态。

进一步地，还包括：

运动规划模块接收所述指令调度模块发送的规划命令；

所述运动规划模块在接收到规划命令后规划强夯机的行走轨迹、关节运动路径或起升路径，并将规划结果返回给所述指令调度模块。

进一步地，还包括：

指令执行模块接收所述指令调度模块发送的施工指令，并控制强夯机完成相应动作，同时将强夯机在工作过程中的状态指标反馈给所述指令调度模块。

进一步地，在根据所述状态数据判断强夯机的工作状态的步骤之前，还包括如下步骤：

将强夯机断电时正在执行的任务数据重新导入施工任务列表中。

进一步地，根据序号在施工任务列表中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态的步骤具体包括：

当强夯机处于行走阶段时，过程判断模块判断强夯机是否需要继续行走，如果是则由所述指令调度模块调度执行行走动作，否则所述指令调度模块向过程判断模块发出动作执行状态更新命令；

当强夯机处于关节运动阶段时，所述过程判断模块判断强夯机是否需要继续关节运动，如果是则由所述指令调度模块调度执行关节运动，否则所述指令调度模块向过程判断模块发出动作执行状态更新命令；

当强夯机处于作业阶段时，所述指令调度模块判断强夯机是否需要继续作业，如果是则执行作业动作。

进一步地，当强夯机处于行走阶段时，过程判断模块判断强夯机是否需要继续行走的步骤具体包括：

所述过程判断模块接收所述指令调度模块发送的判断强夯机是否需要行走的指令和强夯机断电时的序号；

所述过程判断模块根据接收的序号读取施工任务列表中的施工任务；

所述过程判断模块根据所述施工任务列表中的轨迹标识判断强夯机是否需要行走。

进一步地，如果所述过程判断模块判断出强夯机需要行走，则由所述指令调度模块调度执行行走动作的步骤具体包括：

所述指令调度模块将运动规划命令和断电时的序号发送给运动规划模块；

所述运动规划模块读取施工任务列表中的轨迹标识，并结合强夯机的位置指标规划行走轨迹，并将规划结果发送给所述指令调度模块；

指令执行模块接收所述指令调度模块发送的施工指令，控制强夯机行走，并将强夯机行走过程中的位置指标和行走是否结束的状态指标传递给所述指令调度模块。

进一步地，当强夯机处于关节运动阶段时，所述过程判断模块判断强夯机是否需要继续关节运动的步骤具体包括：

所述过程判断模块接收所述指令调度模块发送的判断强夯机关节是否需要运动的指令和强夯机断电时的序号；

所述过程判断模块根据接收的序号读取施工任务列表中的作业单元；

所述过程判断模块根据所述作业单元判断强夯机的关节是否需要运动。

进一步地，如果所述过程判断模块判断出强夯机需要关节运动，则由所述指令调度模块调度执行关节运动的步骤具体包括：

所述指令调度模块将运动规划命令和断电时的序号发送给运动规划模块；

所述运动规划模块读取施工任务列表中的作业单元，并根据所述作业单元规划关节运动路径，并将规划结果发送给所述指令调度模块；

指令执行模块接收所述指令调度模块发送的施工指令，控制强夯机关节运动，并将关节是否运动到位的状态指标传递给所述指令调度模块。

进一步地，当强夯机处于作业阶段时，所述指令调度模块判断强夯机是否需要继续作业的步骤具体包括：

所述指令调度模块根据强夯机断电时的序号读取施工任务列表中的作业单元；

指令执行模块将所测施工质量指标反馈给所述指令调度模块；

所述指令调度模块根据强夯机断电时的施工质量指标判断是否需要继续作业。

进一步地，如果所述指令调度模块判断出强夯机需要继续作业，则由所述指令调度模块调度执行作业的步骤具体包括：

所述指令调度模块将运动规划命令和断电时的状态指标发送给运动规划模块；

运动规划模块读取施工任务列表中的作业单元，规划起升路径，并将规划结果发送给所述指令调度模块；

指令执行模块接收所述指令调度模块发送的施工指令，控制强夯机卷扬运动，并将起升运动状态和起升运动是否结束的状态指标传递给所述指令调度模块；

所述指令调度模块在收到起升运动结束的状态指标后，将快放指令发送给所述指令执行模块，所述指令执行模块控制强夯机卷扬执行快放运动，并将快放运动是否结束的状态指标传递给所述指令调度模块；

所述指令执行模块在收到快放运动结束的状态指标后，将所测施工质量指标反馈给指令调度模块，并由所述指令调度模块保存到所述数据存储模块中。

进一步地，还包括任务更新步骤，所述任务更新步骤具体包括：

所述指令调度模块判断所有施工任务是否都执行完毕，如果是则将任务序号和单元序号置零并存入所述数据存储模块中，否则所述指令调度模块判断当前施工任务是否执行完毕，如果是则更新任务序号和单元序号并存入所述数据存储模块中，进入下一个施工任务的行走阶段，否则只更新单元序号，并存入所述数据存储模块中，进入当前施工任务的关节运动阶段。

基于上述技术方案，本发明的强夯机自动控制系统，通过数据存储模块存储强夯机在工作过程中的状态数据，由指令调度模块在强夯机断电重启后读取断电时的状态数据，以便根据断电时的状态数据判断强夯机的工作状态，最终由指令调度模块调度各个模块执行剩余未完成任务。此种自动控制系统可使强夯机在工作过程中一旦系统需要断电进行维护，能够在强夯机重启后从停车时所处的状态再次进入自动模式以继续开始工作，由此可见即使发生停车事件，也能保证强夯机正常工作，可提高施工的自动化程度和施工效率。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明强夯机自动控制系统的一个实施例的组成结构示意图；

图2为本发明强夯机自动工作过程中的流程示意图；

图3为本发明强夯机自动控制方法的一个实施例的流程示意图；

图4为本发明强夯机自动控制方法的另一个实施例的流程示意图；

图5为本发明强夯机自动控制方法中设备处于行走阶段的控制流程示意图；

图6为本发明强夯机自动控制方法中设备处于关节运动阶段的控制流程示意图；

图7为本发明强夯机自动控制方法中设备处于作业阶段的控制流程示意图；

图8为本发明强夯机自动控制方法中设备处于任务更新阶段的控制流程示意图。

附图标记说明

1、运动规划模块；2、施工任务列表；3、指令调度模块；4、指令执行模块；5、过程判断模块；6、数据存储模块。

具体实施方式

以下详细说明本发明。在以下段落中，更为详细地限定了实施例的不同方面。如此限定的各方面可与任何其他的一个方面或多个方面组合，除非明确指出不可组合。尤其是，被认为是优选的或有利的任何特征可与其他一个或多个被认为是优选的或有利的特征组合。

本发明中出现的“第一”、“第二”等用语仅是为了方便描述，以区分具有相同名称的不同组成部件，并不表示先后或主次关系。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“左”和“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

为了后续描述方便，首先对后面涉及到的一些术语给出定义。

无人操控强夯机：是指在用户配置完毕且无人干预时，可自主调度所有动作(行走、回转、变幅及起升)以完成施工作业的强夯机(后续可称为“设备”)。其中，将设备作业时所夯击的目标点称为作业点，将准备完毕或正在作业时的位姿定义为驻留坐标。

轨迹标识：起始驻留坐标与目标驻留坐标构成一个轨迹标识。

作业单元：完成某个作业点强夯作业所需的数据构成一个作业单元。作业单元中的数据包含作业点坐标、施工质量指标、夯锤重量及夯能。

施工任务：轨迹标识及作业单元构成一个施工任务。正在作业的设备在某驻留坐标时，可能对多个作业点施工，因此一个施工任务可能包含多个作业单元。

施工指令：依据施工任务得到并用以完成设备控制的指令。

作业过程：从设备开始作业到系统完成施工质量判断的整个过程称为一个作业过程。

参考图2所示的流程示意图，强夯机在施工时，一个完整的工作过程按照执行动作的不同可划分为准备阶段、行走阶段、关节运动阶段、作业阶段与任务更新阶段。具体执行过程为：

(1)在设备启动后，先进入准备阶段，以完成初始化过程；

(2)进入行走阶段，调整设备位姿，使设备位姿尽可能靠近轨迹标识的目标驻留坐标；

(3)进入关节运动阶段，调整关节姿态，使设备末端执行器尽可能靠近作业单元作业点。其中，设备关节运动包括回转运动和变幅运动两种类型；

(4)进入作业阶段，针对作业点执行作业过程直至施工质量满足指标要求；

(5)进入任务更新阶段，完成数据更新，以执行新的施工任务。在任务更新阶段，如果判断出所有施工任务都执行完毕，则全部工作流程结束；如果当前施工任务执行完毕，则转入下一个施工任务中的行走阶段继续执行；如果仅当前施工任务中的作业单元执行完毕，则转入当前施工任务中下一个作业单元的关节运动阶段继续执行，各个作业单元对应于设备在某驻留坐标时的各个施工作业点。

在描述了强夯机主要工作流程的基础上，本发明首先提供了一种强夯机自动控制系统(后续简称“控制系统”)，如图1所示，图中的实线箭头代表数据流，虚线箭头代表控制流。

在一个示意性的实施例中，该控制系统包括数据存储模块6和用于对强夯机自动控制系统中的各个模块进行调度的指令调度模块3。数据存储模块6用于接收指令调度模块3发送的强夯机在工作过程中的状态数据并进行存储；指令调度模块3用于在强夯机断电重启后从数据存储模块6中读取断电时的状态数据，以便根据状态数据判断强夯机的工作状态，并由指令调度模块3调度控制系统中的各个模块执行断电重启后的剩余未完成任务。此处提到的状态数据为设备停车后重启时判断工作状态所需的数据。

其中，设备需要断电可由多种原因造成，例如燃油不足、传感器等部件损坏或数据错误等。数据存储模块6中存储的状态数据在设备断电后，所存数据不可丢失。指令调度模块3从数据存储模块6中读取断电时的状态数据，就能够根据状态数据判断出强夯机在以正常流程执执行施工任务时，由于发生断电事件造成的任务断点位置。

本发明该实施例的控制系统可使强夯机在工作过程中一旦系统需要断电进行维护，能够在设备重启后从停车时所处的状态再次进入自动模式以继续开始后续工作，由此可见即使设备发生停车事件，也能保证设备正常工作，可提高施工的自动化程度和施工效率。

在一种实现形式中，直接由指令调度模块3根据状态指标判断强夯机的工作状态。此种控制方式能够简化控制流程。

在另一种实现形式中，本发明的控制系统还可包括过程判断模块5，指令调度模块3还用于在读取了强夯机断电时的状态数据后，向过程判断模块5发送判断强夯机断电重启后工作状态的指令，构成控制流；过程判断模块5用于在接收到指令后根据指令调度模块3发送的状态数据判断强夯机的工作状态，并将判断结果返回指令调度模块3。

在设有过程判断模块5控制系统中，强夯机的工作状态可以都由过程判断模块5来实现，将状态判断与调度分为两个独立的模块能够增加控制过程的可靠性，还能为强夯机工作过程中的故障诊断提供基础。

或者也可使判断方法类似的工作阶段都由过程判断模块5执行判断任务，可实现过程判断模块5的通用化设计；而对于不同机型判断方法差异较大的工作阶段由指令调度模块3执行判断任务，可灵活地根据需求配置指令调度模块3的功能。此种设计方式能够提高控制系统的运行效率和可移植性，也能够方便地予以调用。例如，对于判断强夯机“是否需要行走”和“是否需要关节运动”所用到的判断方法比较通用，可设计为独立的判断模块，由过程判断模块5执行判断任务，而判断“是否需要作业”对于不同的机型或任务来说作业方法存在较大差异，可由指令调度模块3执行判断。

上述实施例中提到的强夯机在工作过程中的状态数据包括序号和状态指标。其中，序号包括任务序号和单元序号，任务序号用于确定强夯机断电时正在执行的施工任务，单元序号用于确定强夯机断电时正在执行的作业单元；状态指标包括强夯机位置指标和施工质量指标。

本发明的控制系统还包括施工任务列表2，用于保存施工任务数据，在设备执行施工任务之前，可以将施工任务事先导入施工任务列表2中，断电后，施工任务列表2中所存的数据可丢失。指令调度模块3能够在强夯机断电重启后，从数据存储模块6中读取强夯机断电时的序号，以便过程判断模块5和/或指令调度模块3根据序号在施工任务列表2中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态。

进一步地，本发明的控制系统还包括运动规划模块1，指令调度模块3还能够向运动规划模块1发送规划命令的控制流，运动规划模块1用于接收指令调度模块3发送的规划命令，并在接收到指令调度模块3发送的规划命令后，根据指令调度模块3发送的规划所需的状态数据，规划强夯机的行走轨迹、关节运动路径或起升路径，并将规划结果返回给指令调度模块3。

具体地，运动规划模块1在接收到行走规划命令后，规划行走轨迹；在接收到关节运动规划命令后，规划关节运动路径；在接收到起升运动规划命令后，规划起升路径。

进一步地，本发明的控制系统还包括指令执行模块4，指令调度模块3还能够向指令执行模块4发送施工指令作为控制流，指令执行模块4用于接收指令调度模块3发送的施工指令并控制强夯机完成相应动作，同时将强夯机工作过程中的状态指标反馈给指令调度模块3。指令调度模块3再将强夯机工作过程中的状态指标发送到数据存储模块6中进行存储。

在图1所示的控制系统中，指令调度模块3能够将施工任务列表2中的施工任务数据转化为施工指令，并将施工指令发送给指令执行模块4，同时完成对施工流程的调度。

运动规划模块1能够在接收到指令调度模块3发送的规划命令以及断电时的序号之后，根据施工任务列表2中与断电时序号对应的施工任务数据规划相应的路径或轨迹。例如：在设备行走阶段，运动规划模块1读取施工任务列表2中的轨迹标识，结合设备位置指标规划行走轨迹；在设备关节运动阶段，运动规划模块1读取施工任务列表2中的作业单元，规划关节运动路径；在设备作业阶段，运动规划模块1读取施工任务列表2中的作业单元，规划起升运动路径。

过程判断模块5能够在接收到指令调度模块3发送的判断设备断电重启后工作状态的指令以及断电时的序号之后，根据施工任务列表2中与断电时序号对应的施工任务数据判断强夯机的动作执行状态。动作执行状态包含设备是否需要行走与设备关节是否需要运动。

在设备行走阶段，过程判断模块5依据施工任务列表2中断电时序号对应的轨迹标识判断设备是否需要行走；在设备关节运动阶段，过程判断模块5读取施工任务列表2中的作业单元，以根据施工任务列表2中断电时序号对应的作业单元判断强夯机的关节是否需要运动。而在设备作业阶段，由过程判断模块5依据施工任务列表2中存储的施工质量指标判断是否需要继续作业。当然，在设备作业阶段，也可由指令调度模块3依据施工任务列表2中存储的施工质量指标判断是否需要继续作业，因为施工质量指标是由指令执行模块4直接发送给指令调度模块3的，而且对是否需要继续作业的判断方式不同于是否行走和关节运动的判断，因而可以顺便由指令调度模块3判断是否继续作业，以简化控制流程。

这里给出过程判断模块5依据作业单元判断设备关节是否需要运动的具体方法。强夯机安装有定位传感器与相关的关节角度传感器，在工作过程中，可以实时获知设备的位姿信息与关节姿态信息。按照前面对作业单元的定义，其中包含有作业点的坐标信息。在车体位姿、关节姿态与末端执行器位置三者之间，只要知道了车体位姿与末端执行器的目标位置(作业单元中已给定)，就能计算出关节的目标姿态。通过将计算得到的关节目标姿态与传感器实时测量的关节姿态进行比较，便可以判断出关节是否需要运动。

如果判断出设备需要行走、关节运动或作业，则由指令调度模块3向运动规划模块1发送相应的规划命令以及断电时序号数据，运动规划模块1从施工任务列表中读取与断电时序号对应的施工任务数据规划相应的路径或轨迹，并将规划结果返回指令调度模块3。接着，指令调度模块3向指令执行模块4发出施工指令，并由指令执行模块4控制设备完成相应动作，同时将所测设备状态与指标数据反馈给指令调度模块3。在施工过程中，由指令调度模块3将设备状态与指标数据保存到数据存储模块6中。在施工指令执行完毕后，指令调度模块3向过程判断模块5发送动作执行状态更新命令。

综合来讲，对于图1所示的控制系统，在设备施工时，按照动作执行顺序来讲指令调度模块3具有以下四个功能：首先，将施工任务列表2中的施工任务数据转化为施工指令，并将其发送给指令执行模块4；其次，设备运动前，向运动规划模块1发送相应的规划命令；再次，序号或状态指标更新时，将其存入数据存储模块6；最后，施工指令执行完毕后，向过程判断模块5发送动作执行状态更新命令。

本发明各实施例的自动调度系统，同时具备自动调度施工流程与施工中断后再次进入自动模式以自动施工的功能。一方面，该自动调度系统能够实现对无人操纵强夯机的自动控制，用户将施工任务数据导入设备后，在不做任何干预的情况下，自动调度系统可依据施工任务数据完成对施工流程的调度，使设备可自行完成施工，从而将用户从繁重且危险的施工劳动中解放出来。另一方面，一旦系统需要维护并重启，用户只需重新将未完成的施工任务数据导入设备的施工任务列表2中，设备重启后可从停车时所处状态开始继续工作，可提高施工效率。强夯机在正常状态下的自动调度功能是实现断电重启后自动施工的前提条件。

其次，本发明还提供了一种强夯机，包括上述实施例所述的强夯机自动控制系统。此种强夯机可在无人操纵的模式下实现自动作业，从而将用户从繁重且危险的施工劳动中解放出来，而且还能在设备断电重启后从停车时所处状态开始继续工作，可提高施工效率。

最后，本发明还提供了一种强夯机自动控制方法(后续简称“控制方法”)，可基于上述各实施例所述的强夯机自动控制系统，在一个实施例中，如图3所示的流程示意图，该控制方法包括：

步骤101、数据存储模块6接收指令调度模块3发送的强夯机在工作过程中的状态数据并进行存储；

步骤102、指令调度模块3在强夯机断电重启后从数据存储模块6中读取断电时的状态数据，以便根据状态数据判断强夯机的工作状态，并由指令调度模块3调度控制系统中的各个模块执行断电重启后的剩余未完成任务。

其中，步骤101的执行贯穿于设备的整个工作过程中，但是对于设备断电时刻对应的状态数据来讲，步骤101在步骤102之前执行。

对于控制系统中包括过程判断模块5的实施例，如图4所示的流程示意图，在步骤102中，根据状态数据判断强夯机工作状态的步骤具体包括：

步骤103、指令调度模块3向过程判断模块5发送判断强夯机断电重启后工作状态的指令；

步骤103’、过程判断模块5根据指令调度模块3发送的状态数据判断强夯机的工作状态，并将判断结果返回给指令调度模块3以执行剩余未完成任务。

步骤103和步骤103’在设备断电重启后顺序执行。可替代地，步骤103和103’也可替换为直接由指令调度模块3根据状态指标判断强夯机的工作状态。

进一步地，在步骤103’中过程判断模块5将工作状态返回给指令调度模块3之后，仍参考如图4所示的流程示意图，该控制方法还可包括如下步骤：

步骤104、指令调度模块3在接收到过程判断模块5返回的工作状态判断结果后，如果需要运动则向运动规划模块1发送运动规划命令；

步骤105、运动规划模块1接收指令调度模块3发送的运动规划命令；

步骤106、运动规划模块1规划强夯机的行走轨迹、关节运动路径或起升路径，并将规划结果返回给指令调度模块3。

在步骤106中由运动规划模块1规划运动轨迹或路径之后，仍参考图4，本发明的控制方法还包括：

步骤107、指令执行模块4接收指令调度模块3发送的施工指令，并控制强夯机完成相应动作，同时将强夯机的状态指标反馈给指令调度模块3。其中，步骤104～107顺序执行。

具体地，强夯机在工作过程中的状态指标包括序号和指标，序号包括任务序号和单元序号，任务序号用于确定强夯机断电时正在执行的施工任务，单元序号用于确定强夯机断电时正在执行的作业单元；指标包括强夯机位置指标和施工质量指标。这些状态指标都以数据的形式存储或收发。

在此基础上，步骤102中指令调度模块3在强夯机断电重启后从数据存储模块6中读取断电时的状态数据，以便根据状态数据判断强夯机的工作状态的步骤具体包括：

步骤102’、指令调度模块3在强夯机断电重启后从数据存储模块6中读取断电时的序号，以便根据序号在施工任务列表2中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态。

对于采用过程判断模块5对强夯机的工作状态进行判断的控制系统，步骤102’中根据序号在施工任务列表2中定位强夯机断电时正在执行的任务，从而判断强夯机断电重启后的工作状态的步骤具体包括：

当强夯机处于行走阶段时，过程判断模块5判断强夯机是否需要继续行走，如果是则由指令调度模块3调度执行行走动作，否则指令调度模块3向过程判断模块5发出动作执行状态更新命令；

当强夯机处于关节运动阶段时，过程判断模块5判断强夯机是否需要继续关节运动，如果是则由指令调度模块3调度执行关节运动，否则指令调度模块3向过程判断模块5发出动作执行状态更新命令；

当强夯机处于作业阶段时，指令调度模块3判断强夯机是否需要继续作业，如果是则执行作业动作。

准备阶段：

在强夯机断电重启后，需要先进入准备阶段。在根据状态数据判断强夯机工作状态的步骤之前，还包括如下步骤：

将强夯机断电时正在执行的任务数据重新导入施工任务列表2中。

在该步骤之前，还可依次执行如下操作：启动设备，硬件初始化；开启施工任务列表2；依次完成对指令执行模块4、运动规划模块1、数据存储模块6、过程判断模块5和指令调度模块3的初始化；指令调度模块3从数据存储模块6中读取序号与状态指标数据。

假设停车事件发生在准备阶段，设备重启时，用户只需要将设备停车时所正在执行的施工任务数据再次导入施工任务列表2，便可继续判断设备断电时所处的工作状态，并控制设备开始工作。

行走阶段：

参考图5所示的流程示意图，当强夯机处于行走阶段时，过程判断模块5判断强夯机是否需要继续行走的步骤具体包括：

步骤201、过程判断模块5接收指令调度模块3发送的判断强夯机是否需要行走的指令和强夯机断电时的序号数据；

步骤202、过程判断模块5根据接收的序号读取施工任务列表2中的施工任务；

步骤203、过程判断模块5根据施工任务中的轨迹标识判断强夯机是否需要行走。

在步骤203之后，还包括如下步骤：

步骤203’、指令调度模块3从过程判断模块5中读取是否需要行走的结果，如果需要行走则执行步骤204，否则执行步骤205；

步骤204、由指令调度模块3调度继续执行行走动作；

步骤205、指令调度模块3向过程判断模块5发出动作执行状态更新命令，使过程判断模块5更新动作执行状态，以便过程判断模块5对更新后的动作执行状态进行判断。

在步骤205后可跳转到后续图6的步骤301中，步骤203’和204在图5中未示出。

在过程判断模块5中存在一个布尔标志位来标识是否需要行走这一状态，可以设true代表需要行走，false代表不需要行走。在步骤203中过程判断模块5判断出强夯机是否需要行走之后，就要根据判断结果更新对应布尔标志位的值(更新前可能是true或false)。然后指令调度模块3读取该标志位的值，如果为true，便控制设备执行行走动作，如果为false，便向过程判断模块5发送判断是否需要执行关节运动的指令，是否需要执行关节运动为更新后的动作执行状态，而且是否需要执行关节运动同样有对应的布尔标志位来标识。

其中，步骤204由指令调度模块3调度继续执行行走动作继续执行行走动作的步骤具体包括：

步骤206、指令调度模块3将运动规划命令和断电时的序号发送给运动规划模块1；

步骤207、运动规划模块1读取施工任务列表2中的轨迹标识，并结合强夯机的位置指标规划行走轨迹，并将规划结果发送给指令调度模块3；

步骤208、指令执行模块4接收指令调度模块3发送的施工指令，控制强夯机行走，并将强夯机行走过程中的位置指标和行走是否结束的状态指标传递给指令调度模块3，以通过指令调度模块3将其保存在数据存储模块6中。

在行走动作结束后，指令执行模块4将所测设备状态(行走结束标志)反馈给指令调度模块3；指令执行模块4将设备位置指标置0并反馈给指令调度模块3，指令调度模块3收到后将其保存到数据存储模块6中。

假设停车事件发生在行走阶段，设备断电重启时，控制系统中的过程判断模块5需要对是否需要行走进行判断，若需要行走，控制系统则控制设备完成行走；否则，便跳过本阶段。

关节运动阶段：

参考图6所示的流程示意图，当强夯机处于关节运动阶段时，过程判断模块5判断强夯机是否需要继续关节运动的步骤具体包括：

步骤301、过程判断模块5接收指令调度模块3发送的判断强夯机关节是否需要运动的指令和强夯机断电时的序号；

步骤302、过程判断模块5根据接收的序号读取施工任务列表2中的作业单元；

步骤303、过程判断模块5根据作业单元判断强夯机的关节是否需要运动。

在步骤303之后，还包括如下步骤：

步骤303’、指令调度模块3从过程判断模块5中读取是否需要行走的结果，如果需要执行关节运动则执行步骤304，否则执行步骤305；

步骤304、由指令调度模块3调度继续执行关节运动；

步骤305、指令调度模块3向过程判断模块5发出动作执行状态更新命令，以使过程判断模块5对更新后的动作执行状态进行判断。

在步骤305后可跳转到后续图7的步骤401中，步骤303’和304在图5中未示出。

在过程判断模块5中存在一个布尔标志位来标识是否需要关节运动这一状态，可以设true代表设备关节需要运动，false代表设备关节不需要运动。在步骤303中过程判断模块5判断出强夯机是否需要执行关节运动之后，就要根据判断结果更新对应布尔标志位的值(更新前可能是true或false)。然后指令调度模块3读取该标志位的值，如果为true，便控制设备执行关节运动，如果为false，便向过程判断模块5发送判断是否需要执行作业步骤的指令。

其中，如果过程判断模块5判断出强夯机需要关节运动，则步骤304由指令调度模块3调度继续执行关节运动的步骤具体包括：

步骤306、指令调度模块3将运动规划命令和断电时的序号发送给运动规划模块1；

步骤307、运动规划模块1读取施工任务列表2中的作业单元，并根据作业单元规划关节运动路径，并将规划结果发送给指令调度模块3；

步骤308、指令执行模块4接收指令调度模块3发送的施工指令，控制强夯机关节运动，并将关节是否运动到位的状态指标传递给指令调度模块3，并通过指令调度模块3将其保存在数据存储模块6中。

假设停车事件发生在关节运动阶段，设备断电重启时，在确定设备不需要行走后，控制系统中的过程判断模块5需要对设备关节是否需要运动进行判断，若需要运动，系统则控制设备关节完成运动；否则，便跳过本阶段。

作业阶段：

参考图7所示的流程示意图，当强夯机处于作业阶段时，指令调度模块3判断强夯机是否需要继续作业的步骤具体包括：

步骤401、指令调度模块3根据强夯机断电时的序号读取施工任务列表2中的作业单元；

步骤402、指令执行模块4将所测施工质量指标反馈给指令调度模块3，以使得指令调度模块3将施工质量指标保存在数据存储模块6中；

步骤403、指令调度模块3根据强夯机断电时的施工质量指标判断是否需要继续作业，如果是则执行步骤404，否则本作业阶段结束；

步骤404、继续作业。

在步骤401～404中，由指令调度模块3判断强夯机是否需要继续作业。当然，指令调度模块3也可将施工质量指标发送给过程判断模块，以便由过程判断模块判断强夯机是否需要继续作业。

在指令调度模块3判断出强夯机需要继续作业之后，步骤404具体包括：

步骤404a、指令调度模块3将起升运动规划命令与强夯机断电时的序号发给运动规划模块1；

步骤404b、运动规划模块1读取施工任务列表2中的作业单元，规划起升路径，并将规划结果发送给指令调度模块3；

步骤404c、指令执行模块4接收指令调度模块3发送的施工指令，控制强夯机卷扬运动，并将起升运动状态和起升运动是否结束的状态指标传递给指令调度模块3。

步骤404d、指令调度模块3在收到起升运动结束的状态指标后，将快放指令发送给指令执行模块4，指令执行模块4控制强夯机卷扬执行快放运动，并将快放运动是否结束的状态指标传递给指令调度模块3；

指令执行模块3在收到快放运动结束的状态指标后，转到步骤402执行，将所测施工质量指标反馈给指令调度模块3，并由指令调度模块3保存到数据存储模块6中。

假设停车事件发生在作业阶段，设备断电重启时，在确定设备不需要行走且设备关节不需要运动后，控制系统的过程判断模块5需要对是否需要继续作业进行判断，若需要继续作业，控制系统则控制设备完成起升并执行新的作业过程；否则，便跳过本阶段。

任务更新阶段：

如图2所示，强夯机的工作过程还涉及到任务更新阶段，相应地，本发明的控制方法还包括任务更新步骤，参考图8所示的流程示意图，任务更新步骤具体包括：

步骤501、指令调度模块3判断施工任务列表2中的所有施工任务是否都执行完毕，如果是则在执行步骤502后结束当前工作流程，否则执行步骤503；

步骤502、将任务序号和单元序号置零并存入数据存储模块6中；

步骤503、指令调度模块3判断当前施工任务是否执行完毕，如果是则执行步骤504，否则执行步骤505；

步骤504、更新任务序号和单元序号并存入数据存储模块6中，进入下一个施工任务的行走阶段，此处施工任务的行走阶段是指施工任务中与行走阶段对应的轨迹标识；

步骤505、只更新单元序号并存入数据存储模块6中，进入当前施工任务的关节运动阶段，此处施工任务的关节运动阶段是指施工任务中与关节运动阶段对应的作业单元。

在步骤501中如果判断出施工任务列表2中的所有施工任务都已执行完毕，本发明的控制方法还可包括如下步骤：

步骤506、指令调度模块3向指令执行模块4发出施工质量指标更新命令；

步骤507、指令执行模块4将施工质量指标置零并将所测的施工质量指标反馈给指令调度模块3；

步骤508、指令调度模块3将置零后的施工质量指标存储到数据存储模块6中。

其中，步骤506～508与步骤502的执行先后顺序不作限制，在图中未示出。步骤506～508是当前施工任务执行完毕后将施工质量指标归零的过程，能够在进入新的施工任务执行到作业阶段时，使指令执行模块4得到正确的施工质量指标。

假设停车事件发生在此任务更新阶段，设备断电重启时，控制系统同样需要对是否需要行走，关节是否需要运动以及是否需要继续作业三者进行判断，并依据判断结果控制设备继续工作。

总之，不论停车事件是否发生，以上流程均可保证设备的正常工作，且在停车事件发生时，设备重启后，以上流程可保证设备能从停车时所处状态开始继续工作。

以上对本发明所提供的一种强夯机自动控制系统、方法及强夯机进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。