作业机械轨迹控制方法、装置及作业机械与流程

1.本发明涉及作业机械技术领域，尤其涉及一种作业机械轨迹控制方法、装置及作业机械。


背景技术：

2.当前挖掘机等作业机械辅助轨迹的控制中，主要采用控制算法跟踪运动学目标动作轨迹规划的方式，例如模型预测控制(model predictive control，mpc)或者pid控制策略等，其中，pid是proportion(比例)、integral(积分)和differential(微分)的缩写，可以按照运动机构的液压缸的位移的误差的比例、积分和微分进行控制。
3.然而，作业机械的负载时刻在变化且是一个难以观测的未知量，若采用pid控制策略进行轨迹的控制，原有设定的比例系数(kp)、积分系数(ki)和微分系数(kd)参数表将不再适用于产生负载后的带有不确定性的作业机械，导致动作轨迹控制效果不佳。


技术实现要素：

4.本发明提供一种作业机械轨迹控制方法、装置及作业机械，用以解决现有技术中动作轨迹控制效果不佳的缺陷，实现作业机械动作轨迹控制的效果的提高。
5.本发明提供一种作业机械轨迹控制方法，包括：
6.基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
7.基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
8.根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
9.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，所述基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，包括：
10.以对所述预设动作轨迹的矫正量为优化变量，基于预设约束条件和所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差，构建优化问题的损失函数；
11.最小化所述损失函数；
12.将所述损失函数的最小值对应的矫正量作为目标矫正量；
13.基于所述目标矫正量对所述预设动作轨迹进行矫正，得到所述目标动作轨迹。
14.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差包括在所述作业机械的当前功能下关键参数上的误差。
15.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差包括：
16.所述预设动作轨迹与预设矩阵的乘积，与所述实际动作轨迹与所述预设矩阵的乘积之间的误差；
17.其中，所述预设矩阵用于选取所述关键参数。
18.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，所述预设约束条件包括所述液压缸的速度小于或者等于所述液压缸的最大速度。
19.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，所述基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，包括：
20.当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差大于或者等于第一阈值时，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹。
21.根据本发明提供的一种作业机械轨迹控制方法，在所述根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号之后，还包括：
22.当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差小于或者等于第二阈值时，基于所述预设动作轨迹，确定所述目标位移。
23.本发明还提供一种作业机械轨迹控制装置，包括：
24.轨迹矫正模块，用于基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
25.位移确定模块，用于基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
26.信号生成模块，用于根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
27.本发明还提供一种作业机械轨迹控制设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述作业机械轨迹控制方法的步骤。
28.本发明还提供一种作业机械，包括如上述任一种所述的作业机械轨迹控制设备。
29.本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业机械轨迹控制方法的步骤。
30.本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述作业机械轨迹控制方法的步骤。
31.本发明提供的作业机械轨迹控制方法，通过作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，其中，实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得，然后基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定液压缸的目标位移，从而矫正所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，来适应负载的变化，基于pid控制策略，能够准确地生成所述运动机构的控制信号，从而提高作业机械动作轨迹控制的效果。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些
实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
33.图1是传统的基于pid控制策略的作业机械轨迹控制方法的流程示意图；
34.图2是本发明提供的作业机械轨迹控制方法的流程示意图之一；
35.图3是本发明提供的作业机械轨迹控制方法的流程示意图之二；
36.图4是本发明提供的作业机械轨迹控制装置的结构示意图；
37.图5是本发明提供的作业机械轨迹控制设备的结构示意图。
具体实施方式
38.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
39.作业机械的负载时刻在变化且是一个难以观测的未知量，若采用pid控制策略进行轨迹的控制，原有设定的比例系数(kp)、积分系数(ki)和微分系数(kd)参数表将不再适用于产生负载后的带有不确定性的作业机械，导致轨迹控制不准确。
40.以挖掘机为例，挖掘机的负载时刻在变化且是一个难以观测的未知量，在接受负载时挖掘机的运动机构的液压缸的速度会随着负载的加载变化，呈现空载快、重载慢的特征，这是由于挖掘机的恒功率限制住了作业机械的运动速度。此时，若采用pid控制策略进行轨迹的控制，原有设定的比例系数(kp)、积分系数(ki)和微分系数(kd)参数表将不再适用于产生负载后的带有不确定性的挖掘机，这会使得误差在接受负载后增大，产生电流的震荡而导致挖掘机抖动，最终影响轨迹控制效果。
41.图1是传统的基于pid控制策略的作业机械轨迹控制方法的流程示意图。如图1所示，作业机械以挖掘机为例，反馈液压缸的实际位移(也即液压缸的实际长度)，基于目标动作轨迹(即对作业机械的动作期望的轨迹)进行运动学逆解，得到液压缸的目标位移，随后计算液压缸的目标位移与实际位移的误差，输入进pid控制策略，生成作业机械的手柄信号，对作业机械进行控制。这时，由于目标动作轨迹为实际开环计算所得，通常为固定的速度、位移，其速度也一般由人工的经验所得，并没有经过严格的计算，也没有考虑到负载对于作业机械性能的影响，会导致误差被过于放大，在pid控制策略中产生震荡导致作业机械出现超调现象。而挖掘机在换向过程中会产生冲击(单次约为110bar乃至更高)，用户体验观感十分不友好。
42.发明人在实现本发明的过程中发现，人工手动操作的时候，会根据眼睛的感知进行反馈，或根据实际速度与脑中规划速度进行对比调整轨迹，而传统的轨迹控制方法中并没有带有轨迹矫正功能，基于此，本发明提出了一种新的作业机械轨迹控制方法，能够基于实际动作轨迹反馈矫正得到目标动作轨迹，来优化轨迹控制中面对与负载变化的情况。
43.本发明实施例提供的一种作业机械轨迹控制方法，可以应用于作业机械中，由作业机械或其中的软件和/或硬件来执行。其中，作业机械可以为起重机、挖掘机等工程机械。示例性的，挖掘机可以为液压挖掘机。
44.下面结合图2至图3描述本发明的作业机械轨迹控制方法。
45.图2是本发明提供的作业机械轨迹控制方法的流程示意图之一。
46.如图2所示，本实施例提供的一种作业机械轨迹控制方法，包括：
47.步骤201、基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得。
48.动作轨迹是作业机械所实现的功能对应的动作轨迹。
49.实际应用中，可以实时获取作业机械的实际动作轨迹，例如可以通过位移传感器实时采集液压缸的实际位移，基于液压缸的实际位移，进行运动学正解，得到作业机械的实际动作轨迹。其中的预设动作轨迹即预先得到的期望作业机械的动作所达到的轨迹。在基于预设动作轨迹进行轨迹跟踪的情况下，对该预设动作轨迹进行矫正之后，改变了期望作业机械的动作达到的目标，从而改变了实际动作轨迹与目标动作轨迹之间的差距，得到的目标动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差可以小于所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差，也就是说，降低期望作业机械的动作达到的目标，从而减小实际动作轨迹与目标动作轨迹之间的差距，以适应作业机械中负载的变化。
50.示例性的，在挖掘机中，运动机构可以包括动臂、斗杆和铲斗中的至少一个。
51.步骤202、基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移。
52.这里，目标位移即期望液压缸达到的位移。
53.步骤203、根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
54.实际应用中，以液压缸的目标位移与液压缸的实际位移的误差为pid控制策略的输入，生成运动机构的控制信号，例如手柄信号。pid控制策略中，仍采用已设定的kp、ki和kd即可。由于液压缸的目标位移是基于目标动作轨迹得到的，而目标动作轨迹是经过对预设动作轨迹矫正得到的，相应的，液压缸的目标位移与液压缸的实际位移之间的误差也会随之发生变化，从而能够适应负载的变化，基于此，生成的运动机构的控制信号更准确。
55.本实施例中，通过作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，其中，实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得，然后基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定液压缸的目标位移，从而矫正所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，来适应负载的变化，基于pid控制策略，能够准确地生成所述运动机构的控制信号，从而提高作业机械动作轨迹控制的效果。
56.本方案，能够避免盲目跟踪预设动作轨迹，提高了跟踪的精度，在高速时有更好的跟踪性能，减少了震荡。
57.基于以上实施例，所述基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，如图3所示，可以基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，进行矫正计算，得到目标矫正量，基于目标矫正量，对预设动作轨迹进行矫正，得到的目标动作轨迹。示例性的，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，其具体实现方式可以包括：
58.第一步、以对所述预设动作轨迹的矫正量为优化变量，基于预设约束条件和所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差，构建优化问题的损失函数。
59.以挖掘机为例，实际应用中，在不考虑回转的情况下，可以获取挖掘机的手柄信号，假设挖掘机从手柄信号到动臂的液压缸的速度的函数映射为：
60.v
piston，boom
＝f(a
boom
，a
arm
，a
bucket
)
ꢀꢀ
(1)
61.其中，v
piston，boom
为动臂的液压缸的速度，a
boom
为动臂手柄信号，a
arm
为斗杆手柄信号，a
bucket
为铲斗手柄信号。需要说明的是，其中，f为向量函数。
62.同理，从手柄信号到斗杆的液压缸的速度的函数映射为：
63.v
piston，arm
＝f(a
boom
，a
arm
，a
bucket
)
ꢀꢀ
(2)
64.其中，v
piston，arm
为抖杆的液压缸的速度。
65.从手柄信号到铲斗的液压缸的速度的函数映射为：
66.v
piston，bucket
＝f(a
boom
，a
arm
，a
bucket
)
ꢀꢀ
(3)
67.其中，v
piston，bucket
为铲斗的液压缸的速度。
68.基于此，易知动臂的液压缸的位移为：
69.x
piston，boom
＝∫v
piston，boom dt
ꢀꢀ
(4)
70.其中，x
piston，boom
为动臂的液压缸的位移。
71.同理，斗杆的液压缸的位移为：
72.x
pixton，arm
＝∫v
piston，arm dt
ꢀꢀ
(5)
73.其中，x
piston，arm
为斗杆的液压缸的位移。
74.铲斗的液压缸的位移为：
75.x
piston，bucket
＝∫v
piston，bucket dt
ꢀꢀ
(6)
76.其中，x
piston，bucket
为铲斗的液压缸的位移。
77.基于此，存在运动学正解矩阵t
kine
，，即
[0078][0079]
其中，x
terminal
为铲斗齿尖的实际动作轨迹。而初始目标动作轨迹(即预设动作轨迹)为x
target
∈r2，r2是由2维实向量构成的向量空间。
[0080]
发明人在实现本发明的过程中发现，作业机械的轨迹控制本有一个功能定义，以挖掘机为例，其定义的功能或是挖沟，或是平地，或是修坡等。在运动学逆解的过程中，可以将挖沟、平地等动作分解为固定的轨迹。另外，从数学上讲，在脱离了时间维度，仅有部分空间维度(作业机械实现定义的功能所需的关键空间维度)的轨迹的解并不唯一，例如，挖掘机有三个关节，到某一个位置的轨迹的解可以有很多种，可以用动臂和铲斗的动作互相调整，从而找到更优的轨迹。
[0081]
示例性的，挖掘机的齿尖的轨迹一般包括x轴、y轴和θ三个自由度(即空间维度)，挖掘机在实现平地功能时，只需要y轴能够跟踪上保持直线运动即可，此时，y轴为关键空间维度。关键空间维度是关键参数。基于此，关键参数是影响作业机械的功能实现的参数。可以通过重点关注关键参数的误差，找到动作轨迹的解。那么，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差可以包括在所述作业机械的当前功能下关键参数上的误差。示例性的，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差可以包括：所述预设动作轨迹与预设矩阵的乘积，与所述实际动作轨迹与所述预设矩阵的乘积之间的误差；其中，所述预设矩
阵用于选取所述关键参数。该预设矩阵是由预设的系数组成的矩阵。
[0082]
上述优化问题可以为二次规划(quadratic programming，qp)问题。
[0083]
示例性的，对于优化问题可以定义预设矩阵h∈r2×2，r2×2是由所有实数r上的2阶方阵构成的向量空间。该预设矩阵用于选取关键参数，因为往往是选取一部分自由度而非全部，所以通常认为h不可逆。因此，优化问题的输入为h(x
target
+δx
target
)-hx
terminal
，表示选取关键参数上的误差，具体的，基于作业机械的功能进行选取，例如平地时则选择铲斗齿尖、铲斗与斗杆的铰点坐标y轴的值的误差。
[0084]
基于此，设计二次规划问题可得：
[0085][0086]
其中，j(δx
target
)为损失函数，δx
target
为矫正量，q，p为预设的正定矩阵，两个正定矩阵可以通过预先调好所包含的参数获得。
[0087]
f-1
为f的逆映射。f存在多组逆，虽然阀芯位移曲线在全闭和全开之间有且仅存在一个映射对象，但动臂、斗杆和铲斗的动作的优先关系的存在，使得逆存在多组解。此时，通过手柄信号按照动作的分类和阀芯位移的对比，可以通过f的逆映射获得唯一的单一解，将f-1
的每个维度转换成一个全单映射(即一对一映射)，例如，当动臂与斗杆有信号时，其优先关系已经确定，可以根据液压缸的实际速度确定唯一的阀芯位移，进而确定唯一的一组估算手柄信号。
[0088]
其中，所述预设约束条件可以包括所述液压缸的速度小于或者等于所述液压缸的最大速度。具体的，该预设约束条件为：
[0089][0090]
其中，为液压缸的速度，为液压缸的最大速度。该约束条件可以通过液压系统的功率与最大阀芯面积限制得到。
[0091]
第二步、最小化所述损失函数。
[0092]
第三步、将所述损失函数的最小值对应的矫正量作为目标矫正量。
[0093]
上述第一步至第三步的过程即矫正计算的过程。
[0094]
第四步、基于所述目标矫正量对所述预设动作轨迹进行矫正，得到所述目标动作轨迹。
[0095]
实际应用中，由于h本身并不可逆，目标矫正量不存在解析解。该二次规划问题的解法可以通过数值解法，例如梯度下降或启发式计算算法获得。
[0096][0097]
如此，可得最优的目标动作轨迹
[0098][0099]
其中，即基于目标矫正量对预设动作轨迹进行矫正后的目标动作轨迹。
[0100]
本实施例中，对预设动作轨迹进行矫正的核心思想即在定义的功能所需的关键参数上误差最小化。例如，平地仅考虑y轴的误差，x轴设计为可变速的轨迹。亦或是，修坡仅考虑x/y的比例的误差，而不是不经过处理的运动学逆解。
[0101]
相较于传统的轨迹控制方法中跟踪角度的方式，本实施例中的轨迹控制方法回归到了原本实际问题，即变为轨迹的误差的分析，将轨迹的误差最小化，从而提高轨迹矫正的效果。可以将跟踪的实际动作轨迹适用于挖掘机当前的目标动作轨迹，例如：在平地动作的时候，铲斗齿尖位置在目标动作轨迹以下，此时既可以将动臂速度加快，也可以放慢斗杆速度。由于作业机械的液压系统本身带有延迟，误差本身均为负值，pid控制策略倾向于去加速某一关节。但放慢斗杆速度一项，与pid控制策略的设计宗旨相违背，因为pid希望跟踪的速度比较快，因此这一项可以忽略。
[0102]
基于以上实施例，所述基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，其具体实现方式可以包括：当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差大于或者等于第一阈值时，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹。
[0103]
具体的，在挖掘机中，当满足以下公式(12)的条件时，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹：
[0104]
||x
target-x
terminal
||
∞
≥x
thershold
ꢀꢀ
(12)
[0105]
其中，x
target
为齿尖上x、y和θ方向上的预设动作轨迹，x
terminal
齿尖上x、y和θ方向上的实际动作轨迹，x
thershold
为第一阈值，||
·
||
∞
指无穷范数，||x
target-x
terminal
||
∞
为预设动作轨迹与实际动作轨迹之间的关键参数上的误差。
[0106]
本实施例中，在关键参数上的误差过大时触发轨迹矫正，让轨迹适应挖掘机实际作业条件，否则，则不需要进行矫正。
[0107]
需要说明的是，上述实施例中，是在基于预设动作轨迹进行轨迹跟踪的情况下，当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差大于或者等于第一阈值时，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹。
[0108]
基于以上实施例，在所述根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号之后，上述作业机械轨迹控制方法还可以包括：当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差小于或者等于第二阈值时，基于所述预设动作轨迹，确定所述目标位移。
[0109]
需要说明的是，本实施例中，是在基于目标动作轨迹进行轨迹跟踪的情况下，当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差小于或者等于第二阈值时，基于所述预设动作轨迹，确定所述目标位移。
[0110]
实际应用中，在触发对预设动作轨迹矫正得到目标动作轨迹后，基于目标动作轨迹进行轨迹跟踪，从而适应当前负载的变化，避免产生震荡等问题，但是在解决这些问题之后，后续既可以继续基于目标动作轨迹进行轨迹跟踪，也可以根据需要重新回原有的预设动作轨迹进行轨迹跟踪。可以通过用户输入设置选择需要跟踪的轨迹，也可以设置自动模式，该自动模式用于将目标动作轨迹切换至预设动作轨迹。
[0111]
在自动模式下，当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差小于或者等于第二阈值时，基于所述预设动作轨迹，确定所述目标位移，具体的，当满足公式(13)的条
件时，返回预设动作轨迹。
[0112]
||x
target-x
terminal
||
∞
≤x
back
ꢀꢀ
(13)
[0113]
其中，x
back
为第二阈值。第二阈值的具体值可以根据实际情况进行设置。
[0114]
本实施例中，可以自动返回预设动作轨迹，从而适应用户的使用习惯。
[0115]
下面对本发明提供的作业机械轨迹控制装置进行描述，下文描述的作业机械轨迹控制装置与上文描述的作业机械轨迹控制方法可相互对应参照。
[0116]
图4是本发明提供的作业机械轨迹控制装置的结构示意图。
[0117]
如图4所示，本实施例提供一种作业机械轨迹控制装置，包括：
[0118]
轨迹矫正模块401，用于基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
[0119]
位移确定模块402，用于基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
[0120]
信号生成模块403，用于根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
[0121]
基于以上实施例，轨迹矫正模块，具体用于：
[0122]
以对所述预设动作轨迹的矫正量为优化变量，基于预设约束条件和所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差，构建优化问题的损失函数；
[0123]
最小化所述损失函数；
[0124]
将所述损失函数的最小值对应的矫正量作为目标矫正量；
[0125]
基于所述目标矫正量对所述预设动作轨迹进行矫正，得到所述目标动作轨迹。
[0126]
基于以上实施例，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差包括在所述作业机械的当前功能下关键参数上的误差。
[0127]
基于以上实施例，所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差包括：
[0128]
所述预设动作轨迹与预设矩阵的乘积，与所述实际动作轨迹与所述预设矩阵的乘积之间的误差；
[0129]
其中，所述预设矩阵用于选取所述关键参数。
[0130]
基于以上实施例，所述预设约束条件包括所述液压缸的速度小于或者等于所述液压缸的最大速度。
[0131]
基于以上实施例，轨迹矫正模块，具体用于：
[0132]
当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差大于或者等于第一阈值时，基于所述实际动作轨迹和所述预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹。
[0133]
基于以上实施例，位移确定模块，还用于：在所述根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号之后，当所述预设动作轨迹与所述实际动作轨迹之间的误差小于或者等于第二阈值时，基于所述预设动作轨迹，确定所述目标位移。
[0134]
图5示例了一种作业机械轨迹控制设备的实体结构示意图，如图5所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)510、通信接口(communications interface)520、存储器
(memory)530和通信总线540，其中，处理器510，通信接口520，存储器530通过通信总线540完成相互间的通信。处理器510可以调用存储器530中的逻辑指令，以执行作业机械轨迹控制方法，该方法包括：
[0135]
基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
[0136]
基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
[0137]
根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
[0138]
此外，上述的存储器530中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0139]
另一方面，本发明还还提供一种作业机械，包括如以上实施例所述的作业机械轨迹控制设备。其中，作业机械可以为起重机、挖掘机等工程机械。示例性的，挖掘机可以为液压挖掘机。
[0140]
另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行上述各方法所提供的作业机械轨迹控制方法，该方法包括：
[0141]
基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
[0142]
基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
[0143]
根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
[0144]
又一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各提供的作业机械轨迹控制方法，该方法包括：
[0145]
基于作业机械的实际动作轨迹和预设动作轨迹，对所述预设动作轨迹进行矫正，得到目标动作轨迹，所述实际动作轨迹通过所述作业机械的运动机构中液压缸的实际位移经运动学正解获得；
[0146]
基于所述目标动作轨迹，经运动学逆解确定所述液压缸的目标位移；
[0147]
根据所述液压缸的目标位移与所述液压缸的实际位移的误差，基于pid控制策略，生成所述运动机构的控制信号。
[0148]
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
[0149]
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如rom/ram、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
[0150]
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。