铺缆机行走纠偏控制方法、装置与计算机设备与流程

1.本技术涉及铺缆机行走领域，特别是涉及一种铺缆机行走纠偏控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

2.随着通信技术的发展，应用铺缆机进行铺缆也越来越常见，在电缆铺设过程中，会要求铺缆机按预定的电缆铺设路径行走并进行挖沟和电缆铺埋。但在一些特殊环境，尤其是在水下覆盖有极厚淤泥沉积物层的情况下，铺缆机在行走作业过程极易出现不同程度的跑偏、打滑现象，导致电缆的铺设偏离预定路径，这时必须及时纠偏，否则将导致铺缆作业的失败。
3.通常，可以通过建立一个行走的动力学模型来实现纠偏操作。然而，在上述特殊环境中，由于沉积物层土工力学性质复杂多变，铺缆机行走的解析式动力学模型很难被建立，即使建立好也因为建立的模型不够精确而导致不能成功纠偏，不便于铺缆机作业。
4.因此，需要一种铺缆机行走纠偏方法，实现铺缆机行走时的纠偏。

技术实现要素：

5.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够实现对铺缆机行走进行纠偏的铺缆机行走纠偏控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。
6.第一方面，本技术提供了一种铺缆机行走纠偏控制方法。所述方法包括：
7.获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；
8.分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；
9.当铺缆机所述偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；
10.对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；
11.推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。
12.在其中一个实施例中，所述分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离包括：
13.基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，获取所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向；
14.基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，计算铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差；
15.基于铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差，得到铺缆机的偏差距离。
16.在其中一个实施例中，所述对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令包括：
17.对所述偏差距离以及偏差角度进行隶属度函数转化，得到基于隶属度函数的偏差距离以及偏差角度；
18.对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
19.在其中一个实施例中，所述对所述基于隶属度函数的偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到-基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令包括：
20.获取铺缆机行走纠偏模糊控制规则，所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数为所述铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则的输入变量；
21.基于所述铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令，所述基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令由隶属度函数描述；
22.对所述基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令去模糊化，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
23.在其中一个实施例中，所述基于所述铺缆机行走纠偏模糊控制规则，对所述偏差距离以及所述偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令包括：
24.当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为左侧时，基于所述铺缆机行走纠偏模糊控制规则，对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机左侧履带的行走纠偏指令；
25.当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为右侧时，基于所述铺缆机行走纠偏模糊控制规则，对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机右侧履带的行走纠偏指令。
26.在其中一个实施例中，所述推送所述行走纠偏指令包括：
27.当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为左侧时，推送左侧履带行走纠偏控制指令，所述左侧履带行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，所述左侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机左侧履带驱动组件的转速；
28.当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为右侧时，推送右侧履带行走纠偏控制指令，所述右侧履带行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，所述右侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机右侧履带驱动组件的转速。
29.第二方面，本技术还提供了一种铺缆机行走纠偏控制器。所述装置包括：
30.轨迹获取模块，用于获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；
31.偏差获取模块，用于分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的偏差方向与距离；
32.偏角获取模块，用于当所述铺缆机偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；
33.模糊逻辑推理模块，用于对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；
34.指令控制模块，用于推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对
所述铺缆机进行行走纠偏控制。
35.第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
36.获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；
37.分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；
38.当铺缆机所述偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；
39.对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；
40.推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。
41.第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
42.获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；
43.分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；
44.当铺缆机所述偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；
45.对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；
46.推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。
47.第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
48.获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；
49.分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；
50.当铺缆机所述偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；
51.对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；
52.推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。
53.上述铺缆机行走纠偏控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品，首先需要获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；通过铺缆机的预定行走路径以及实际行走轨迹来分析铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏差距离；当铺缆机偏差距离大于允许轨迹偏差时，确定铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径方向的偏离角度；对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令，实现不依赖动力学解析模型的行走纠偏；最后将行走纠偏控制指令推送出去，通过模糊控制处理后得到的行走纠偏控制指令可以控制铺缆机进行行走纠偏。
附图说明
54.图1为一个实施例中铺缆机行走纠偏控制方法的应用环境图；
55.图2为一个实施例中铺缆机行走纠偏控制方法的流程示意图；
56.图3为一个实施例中铺缆机的结构示意图；
57.图4为另一个实施例中铺缆机行走纠偏控制方法的流程示意图；
58.图5为又一个实施例中铺缆机行走纠偏控制装置的流程示意图；
59.图6为另一个实施例中铺缆机行走纠偏控制装置的流程示意图；
60.图7为一个实施例中铺缆机作业过程轨迹纠偏控制示意图；
61.图8为另一个实施例中铺缆机行走纠偏控制装置的流程示意图；
62.图9为另一个实施例中铺缆机行走纠偏控制装置的流程示意图；
63.图10为一个实施例中铺缆机行走驱动液压系统结构图；
64.图11为一个实施例中铺缆机行走纠偏控制系统结构图；
65.图12为一个实施例中模糊控制处理时偏差距离的隶属度函数图；
66.图13为一个实施例中模糊控制处理时偏差角度的隶属度函数图；
67.图14为一个实施例中模糊控制处理时输出变量的隶属度函数图；
68.图15为一个实施例中铺缆机纠偏控制仿真分析结果；
69.图16为一个实施例中铺缆机行走纠偏控制器的结构框图；
70.图17为一个实施例中计算机设备的内部结构图。
具体实施方式
71.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
72.本技术实施例提供的铺缆机行走纠偏控制方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与铺缆机104进行通信。终端102获取铺缆机104的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；分析铺缆机104实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏差距离；当铺缆机104偏差距离大于允许轨迹偏差时，确定铺缆机104实际行走方向偏离预定行走路径预设路径方向的偏离角度；对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机104行走纠偏控制指令；推送行走纠偏控制指令，行走纠偏控制指令用于对铺缆机104进行行走纠偏控制。其中，终端102可以但不限于是工控机以及控制电路板。
73.在一个实施例中，如图2所示，提供了一种铺缆机行走纠偏控制方法，以该方法应用于图1中的终端102为例进行说明，包括以下步骤：
74.s100，获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹。
75.其中，铺缆机结构示意图如图3所示，预定行走路径预设路径方向是指预先设定好的铺缆机应当按照它来行走的路径。最大行走轨迹偏差是指铺缆机在行走时实际行走轨迹与预定行走路径预设路径方向所规定的允许偏差，当偏差超过该值，即进行铺缆机的行走纠偏。
76.具体地，终端102获取铺缆机104预先设置的预定行走路径以及允许轨迹偏差，当
铺缆机104行走时，从铺缆机104上设置的位置传感器中不断获取铺缆机104的中心位置，铺缆机104实时的中心运行轨迹可以看作是铺缆机104的实际行走轨迹。
77.s200，分析铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的偏差距离。
78.其中，偏差距离是指铺缆机中心点的实际行走轨迹与预定行走路径之间的距离。当偏差距离大于允许轨迹偏差时，铺缆机实际行走轨迹超范围，铺缆机需要纠偏；当偏差距离小于允许轨迹偏差时，铺缆机实际行走轨迹未超范围，铺缆机正常行走。
79.具体地，终端102获取到铺缆机104实际行走轨迹后，计算铺缆机104中心点的实际行走轨迹与预定行走路径之间的偏差距离。
80.s300，当铺缆机偏差距离大于允许轨迹偏差时，确定铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏离角度。
81.其中，偏差角度是指铺缆机中心点的实际行走轨迹方向偏离预定行走路径方向之间的角度。
82.具体地，当铺缆机104在行走时实际行走轨迹与预定行走路径的偏差距离大于所规定的允许偏差的极限值，铺缆机104实际行走轨迹超出预计范围，需要进行行走纠偏操作，此时，终端102从铺缆机104上设置的姿态传感器可以测量到铺缆机104中心点的实际行走方向偏离预定行走路径方向之间的角度。
83.s400，对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
84.其中，模糊控制主要包括模糊化、规则库、模糊推理、解模糊四个部分，首先是选定模糊控制的输入量，并将其转换为系统可识别的模糊量，再基于事先建立好的模糊规则库进行推理决策，最后将推理得到的模糊控制量转化为精确控制输出指令。本技术中进行模糊控制处理后得到的精确控制输出指令即为行走纠偏控制指令。行走纠偏控制指令是指在铺缆机行走过程中使实际运行轨迹不偏离预定行走路径的控制指令。
85.具体地，终端102选定模糊控制的输入量即铺缆机104行走过程中实际运行轨迹与预定行走路径的偏差距离和偏差角度，根据铺缆机104行走过程中实际运行轨迹与预定行走路径的偏差距离和偏差角度对偏差距离和偏差角度进行模糊控制处理，输出基于模糊控制的铺缆机104行走纠偏控制指令。
86.s500，推送行走纠偏控制指令，行走纠偏控制指令用于对铺缆机进行行走纠偏控制。
87.其中，行走纠偏控制是在铺缆机行走过程中控制铺缆机使实际运行轨迹不偏离标准允许轨迹。
88.具体地，将对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理后得到的铺缆机104行走纠偏控制指令推送到铺缆机104的其它部位来进行行走纠偏控制，使实际运行轨迹不偏离标准允许轨迹。
89.更进一步地，行走纠偏控制指令包括但不限于增量型控制指令等可以对铺缆机行走纠偏进行控制的指令。
90.上述铺缆机行走纠偏控制方法中，首先需要获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；通过铺缆机的预定行走路径以及实际行走轨迹来分析铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏差距离；当铺缆机偏差距离大于允许轨
迹偏差时，确定铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径方向的偏离角度；对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令，实现不依赖动力学模型来对行走纠偏进行解析；最后将行走纠偏控制指令推送出去，通过模糊控制处理后得到的行走纠偏控制指令可以控制铺缆机进行行走纠偏。
91.在一个实施例中，如图4所示，s200包括：
92.s220，基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，获取所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向。
93.s240，基于铺缆机的预定行走路径与铺缆机实际行走轨迹，计算铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差。
94.其中，铺缆机中心是指铺缆机的中心点。
95.具体地，通过铺缆机上的位置传感器获取铺缆机中心点的位置，即获取铺缆机中心点的实际运行轨迹，基于铺缆机的预定行走路径与铺缆机中心点的实际行走轨迹来计算铺缆机中心点实际行走轨迹与预定行走路径之差。
96.s260，基于铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差，得到铺缆机的偏差距离。
97.具体地，通过计算的铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差，可以得到铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的距离。
98.本实施例中，通过获取铺缆机的实际行走轨迹以及预定行走路径，获取到铺缆机的偏差距离，从而可以更好地判断铺缆机需不需要进行纠偏操作。
99.在一个实施例中，如图5所示，s400包括：
100.s420，对偏差距离以及偏差角度进行隶属度函数转化，得到偏差距离以及偏差角度的隶属度函数。
101.其中，隶属度函数是对受多种因素影响的事物做出全面评价的一种十分有效的多因素决策，若对论域(研究的范围)u中的任一元素x，都有一个数a(x)∈[0，1]与之对应，则称a为u上的模糊集，a(x)称为x对a的隶属度。当x在u中变动时，a(x)就是一个函数，称为a的隶属函数。隶属度a(x)越接近于1，表示x属于a的程度越高，a(x)越接近于0表示x属于a的程度越低，可以用取值于区间(0，1)的隶属函数a(x)表征x属于a的程度高低。
[0102]
具体地，对偏差距离以及偏差角度进行隶属度函数转换，将偏差距离以及偏差角度的程度用0～1中的一个实数来表示，得到偏差距离以及偏差角度的隶属度函数。
[0103]
s440，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0104]
具体地，将偏差距离以及偏差角度的程度用0～1中的一个实数来表示后，进行模糊控制处理，求出控制输出变量的模糊集，控制输出变量的模糊集的程度也是用0～1中的一个实数来表示，然后根据重心法等对控制输出变量的模糊集进行去模糊化处理，求得精确量的控制输出变量即得到基于模糊控制的铺缆机的行走纠偏控制指令。
[0105]
本实施例中，通过对铺缆机的偏差距离和偏差角度设计隶属度函数，使行走纠偏控制指令输出时的变化不会过于突然，而是逐步输出行走纠偏控制指令。
[0106]
在一个实施例中，如图6所示，s440包括：
[0107]
s445，获取铺缆机行走纠偏模糊控制规则，偏差距离以及偏差角度的隶属度函数
为铺缆机行走纠偏模糊控制规则的输入变量。
[0108]
其中，模糊控制规则是模糊控制器中知识库的一部分，是建立在语言变量的基础上。语言变量取值为“大”、“中”、“小”等这样的模糊子集，各模糊子集以隶属函数表明基本论域上的精确值属于该模糊子集的程度。因此，为建立模糊逻辑推理规则，需要将基本论域上的精确值依据隶属函数归并到各模糊子集中，从而用语言变量值(大、中、小等)代替精确值。这个过程代表了人在控制过程中对观察到的变量和控制量的模糊划分。由于各变量取值范围各异，故首先将各基本论域分别以不同的对应关系映射到一个标准化论域上。通常，对应关系取为量化因子。为便于处理，将标准论域等分离散化，然后对论域进行模糊划分，定义模糊子集，如nb、pz、ps等。同一个模糊逻辑推理规则库，对基本论域的模糊划分不同，控制效果也不同。
[0109]
具体地，令偏差距离为e，偏差角度为θ，输出变量行走纠偏指令的模糊集为δu。e的程度分为ps、pm和pb三个等级，ps为偏差距离很小，pm指中等的偏差距离，pb为很大的偏差距离；θ的程度分为nb、nm、ze、pm和pb五个等级，nb指偏离角度为很大程度的负方向，负方向即为指向预定行走路径、偏离此时实际运行轨迹的方向，nm指偏离角度为一定程度的负方向，ze为保持原来运行轨迹，pm指偏离角度为一定程度的正方向，pb为偏离角度为很大程度的正方向；δu模糊集的程度分为ze、ps、pm和pb四个等级，ze为保持原来运行速度，ps为履带小程度的加速，pm为履带中等程度的加速，pb为履带很大程度的加速。其中，p＝positive，n＝negative，ze＝zero，s＝small，m＝medium，b＝big。铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则的条件为：if e为a andθ为b thenδu为c，获取的铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则如下表1：
[0110]
表1铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则
[0111][0112]
更进一步地，铺缆机作业过程轨迹纠偏控制示意图如图7所示，铺缆机的纵轴线相对预定行走路径顺时针偏转设为正方向，此时铺缆机行走方向是使铺缆机与预定行走路径的偏差距离e有进一步扩大的趋势；相反，如果铺缆机的纵轴线相对预定行走路径逆时针偏转，则设偏离角度θ为负方向，这时铺缆机的行进方向是使偏差e减小。
[0113]
s450，基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令，所述基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令以隶属度函数描述。
[0114]
具体地，基于表1的铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度进行模糊逻辑推理，得到输出变量的模糊集，即得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令。更进一步地，以表1中第三行第五列的“pb”为例，行走纠偏模糊控制规则的条件可以看作：if e为pb andθ为pb thenδu为pb，即如果偏差距离e很大且偏离角度θ为很大程
度的正方向偏离，则输出的行走纠偏指令δu也取履带很大程度的加速；以表1中第6行第3列的“ze”为例，行走纠偏模糊控制规则的条件可以看作：if e为ps andθ为nm thenδu为ze，即如果偏差距离e已经很小且偏离角度θ已经为一定程度的负方向(即指向预定行走路径方向)，则输出的行走纠偏指令δu可以取为0；其余同理类推。
[0115]
s455，对基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令去模糊化，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0116]
具体地，得到输出变量的模糊集，即得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令后，根据重心法等对输出变量的模糊集进行去模糊化处理，得到精确量的控制输出变量，即得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0117]
本实施例中，通过设计铺缆机的行走模糊逻辑推理规则，能够改善模糊控制处理的控制性能，实现不依赖动力分析模型的纠偏。
[0118]
在一个实施例中，如图8所示，s450包括：
[0119]
s452，当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机左侧履带的行走纠偏指令。
[0120]
具体地，对获取的铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向进行判断，如果铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，即偏差距离位于预定行走路径的左侧时，通过铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则对基于隶属度函数的偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机左侧履带的行走纠偏指令。
[0121]
s454，当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机右侧履带的行走纠偏指令。
[0122]
具体地，对获取的铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向进行判断，如果铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，即偏差距离位于预定行走路径的右侧时，通过铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机右侧履带的行走纠偏指令。
[0123]
本实施例中，通过基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度进行模糊模糊逻辑推理，得到行走纠偏指令，便于之后进行去模糊化，得到的行走纠偏控制指令能够对行走纠偏进行纠偏控制。
[0124]
在一个实施例中，如图9所示，s500包括：
[0125]
s520，当铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径的方向为左侧时，推送左侧履带行走纠偏控制指令，左侧履带行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，左侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机左侧履带驱动组件的转速。
[0126]
当铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述标准行走轨迹预定行走路径的方向为右侧时，推送右侧履带行走纠偏控制指令，所述右侧履带行走纠偏控制指令基于隶属度函数模糊控制构建，所述右侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机右侧履带驱动组件的转速。
[0127]
具体地，当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，将构建好的
基于模糊控制的铺缆机左侧履带的行走纠偏控制指令推送到铺缆机左侧履带，来控制左侧履带驱动组件的转速。
[0128]
更进一步地，驱动组件包括但不限于变量液压马达等可以控制履带速度的驱动组件。
[0129]
s540，当铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径的方向为右侧时，推送右侧履带行走纠偏指令，右侧履带行走纠偏指令基于隶属度函数构建，右侧履带行走纠偏指令用于控制铺缆机右侧驱动组件的转速。
[0130]
具体地，当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，将构建好的基于模糊控制铺缆机右侧履带行走纠偏控制指令推送到铺缆机右侧履带，来控制右侧履带驱动组件的转速。
[0131]
更进一步地，驱动组件包括但不限于变量液压马达等可以控制履带速度的驱动组件。
[0132]
本实施例中，通过区分左右两侧的偏差方向，能够避免行走纠偏指令被推送到不同侧的驱动组件，从而导致纠偏失败。
[0133]
在一个实施例中，左侧行走纠偏控制指令被推送到左侧的电液比例阀，根据左侧行走纠偏控制指令，对电液比例阀上电磁铁施加不同电流来控制电液比例阀的阀位以及输出流量，从而控制变量液压马达转速；右侧行走纠偏控制指令被推送到右侧的电液比例阀，根据右侧行走纠偏控制指令，对电液比例阀上电磁铁施加不同电流来控制电液比例阀的阀位以及输出流量，从而控制变量液压马达转速。
[0134]
在一个实施例中，通过改变变量液压马达的转速可改变履带行走速度，如果两侧履带液压马达转速一致，理想情况下铺缆机将保持直行；两侧液压马达转速不一致将导致两侧履带的行走速度差，从而使得铺缆机行走转向。
[0135]
在一个实施例中，当作业过程中铺缆机实际运行轨迹向右偏离了预定行走路径，此时需要加大右侧履带的行走速度，使得铺缆机接下来的实际行走轨迹是向左朝预定行走路径方向转向。
[0136]
在一个实施例中，如图10所示，铺缆机行走驱动液压系统包括液压泵1、溢流阀2、左履带电液流量比例阀3、左履带变量液压马达4、右履带电液流量比例阀5以及右履带变量液压马达6。其中，电液流量比例阀包括但不限于是3位4通流量比例控制电磁阀。
[0137]
在一个实施例中，如图11所示，铺缆机行走纠偏控制系统包括模糊控制器、电液流量比例阀、双向变量液压马达、履带、铺缆机车体、位置传感器与姿态传感器。
[0138]
具体地，铺缆机行走纠偏控制系统的输入目标为预定行走路径，位置传感器不断获取铺缆机中心点的实时位置信息即获取实际运行轨迹，姿态传感器获取铺缆机的行走方向和偏离角度信息；通过铺缆机中心点的实际运行轨迹与预定行走路径比较可以得到实际运行轨迹与预定行走路径的偏差距离。当实际运行轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，偏差距离与偏离角度被输入左侧模糊控制器，左侧履带模糊控制器输出左侧行走纠偏指令；左侧行走纠偏指令被推送到左侧电液流量比例阀，左侧电液流量比例阀根据左侧行走纠偏指令加大输出流量，提高左侧变量液压马达的转速，从而加快左侧履带速度，通过两侧履带的速度差，带动铺缆机向预定行走路径转向靠拢，实现铺缆机的行走纠偏；当实际运行轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，偏差距离与偏离角度被输入右侧模糊控制器，
右侧模糊控制器输出右侧行走纠偏指令；右侧行走纠偏指令被推送到右侧电液流量比例阀，右侧电液流量比例阀根据右侧行走纠偏指令加大输出流量，控制右侧变量液压马达的转速，从而驱动右侧履带速度，通过两侧履带的速度差，带动铺缆机向预定行走路径转向靠拢，实现铺缆机的行走纠偏。
[0139]
在一个实施例中，如图12所示，模糊逻辑推理的输入变量偏差距离采用三角形隶属度函数设计；如图13所示，模糊逻辑推理的输入变量偏差角度采用三角形隶属度函数设计；如图14所示，模糊逻辑推理的输出变量模糊集采用高斯隶属度函数设计，根据输出变量模糊集，根据重心法等对输出变量模糊集进行去模糊化处理，求得精确量的控制输出变量，即行走纠偏控制指令。
[0140]
具体地，在图12中，pm(中等的偏差距离)折线表示当偏差e为1米时，pm的隶属度函数为1；e为0.5米或1.5米时，pm的隶属度函数为0.5；e为2米或0米时，pm的隶属度函数为0。ps(很小的偏差距离)折线表示，当偏差e为0米时，ps的隶属度函数为1；e为0.5米时，ps的隶属度函数为0.5；e大于等于1米时，ps的隶属度函数为0。pb(很大的偏差距离量)折线表示，当偏差e为2米时，pb的隶属度函数为1；e为1.5米时，pb的隶属度函数为0.5；e小于等于1米时，pb的隶属度函数为0。当偏差e为0.8米时，ps的隶属度函数为0.2；pm的隶属度函数为0.8；pb的隶属度函数为0。同理可得，在图13中，nb(偏离角度为很大程度的负方向)折线表示隶属度函数不为0的偏离角度范围为-40～-20，nm(偏离角度为一定程度的负方向)折线表示隶属度函数不为0的偏离角度范围为-40～0，ze(偏离角度为在允许范围内)折线表示隶属度函数不为0的偏离角度范围为-20～20，pm(偏离角度为一定程度的正方向)折线表示隶属度函数不为0的偏离角度范围为0～40，pb(偏离角度为很大程度的正方向)折线表示隶属度函数不为0的偏离角度范围为20～40。在图14中，ze(保持原来运行速度)折线表示隶属度函数不为0的输出变量行走纠偏指令的模糊集范围为0～0.3，pb(履带小程度的加速)折线表示隶属度函数不为0的输出变量行走纠偏指令的模糊集范围为0～0.5，pm(履带中等程度的加速)折线表示隶属度函数不为0的输出变量行走纠偏指令的模糊集范围为0.1～0.6，pb(履带很大程度的加速)折线表示隶属度函数不为0的输出变量行走纠偏指令的模糊集范围为0.3～0.6。
[0141]
更进一步地，模糊逻辑推理的输入变量采用隶属度函数设计时包括但不限于采用三角形隶属度函数设计，也可以采用高斯型或钟型等隶属度函数设计。
[0142]
在一个实施例中，如图15所示，在铺缆机中心与标准运动轨迹偏差为2米的初始条件下，采用铺缆机行走纠偏控制方法，铺缆机可在10秒时间内纠偏回到预定行走路径。
[0143]
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0144]
基于同样的发明构思，本技术实施例还提供了一种用于实现上述所涉及的铺缆机行走纠偏控制方法的铺缆机行走纠偏控制器。该装置所提供的解决问题的实现方案与上述
方法中所记载的实现方案相似，故下面所提供的一个或多个铺缆机行走纠偏控制器实施例中的具体限定可以参见上文中对于铺缆机行走纠偏控制方法的限定，在此不再赘述。
[0145]
在一个实施例中，如图16所示，提供了一种铺缆机行走纠偏控制器，包括：轨迹获取模块100、偏差获取模块200、偏角获取模块300、指令获取模块400和指令控制模块500，其中：
[0146]
轨迹获取模块100，用于获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹。
[0147]
偏差获取模块200，用于分析铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏差距离。
[0148]
偏角获取模块300，用于当铺缆机偏差距离大于允许轨迹偏差时，确定铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径方向的偏离角度。
[0149]
模糊逻辑推理模块400，用于对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0150]
指令控制模块500，用于推送行走纠偏控制指令，行走纠偏控制指令用于对铺缆机进行行走纠偏控制。
[0151]
在其中一个实施例中，偏差获取模块200用于基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，获取所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向；基于铺缆机的预定行走路径与铺缆机实际行走轨迹，计算铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差；基于铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差，得到铺缆机的偏差距离。
[0152]
在其中一个实施例中，模糊逻辑推理模块400用于对偏差距离以及偏差角度进行隶属度函数转化，得到偏差距离以及偏差角度的隶属度函数；对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0153]
在其中一个实施例中，模糊逻辑推理模块400还可以用于获取铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，偏差距离以及偏差角度的隶属度函数为铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则的输入变量；基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令，基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令以隶属度函数描述；对基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令去模糊化，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。
[0154]
在其中一个实施例中，模糊逻辑推理模块400还用于当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机左侧履带的行走纠偏指令；当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，基于铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理的铺缆机右侧履带的行走纠偏指令。
[0155]
在其中一个实施例中，指令控制模块500用于当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为左侧时，推送左侧行走纠偏控制指令，左侧行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，左侧行走纠偏控制指令用于控制铺缆机左侧驱动组件的转速；当铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向为右侧时，推送右侧行走纠偏控制指令，右侧行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，右侧行走纠偏控制指令用于控制铺缆机右侧驱动组件的转速。
[0156]
上述铺缆机行走纠偏控制器中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0157]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图17所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器以及通信接口。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、移动蜂窝网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种铺缆机行走纠偏控制方法。
[0158]
本领域技术人员可以理解，图17中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0159]
在一个实施例中，还提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0160]
在一个实施例中，提供了一种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上述各方法实施例中的步骤。
[0161]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例中的步骤。
[0162]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory，rom)、磁带、软盘、闪存、光存储器、高密度嵌入式非易失性存储器、阻变存储器(reram)、磁变存储器(magnetoresistive random access memory，mram)、铁电存储器(ferroelectric random access memory，fram)、相变存储器(phase change memory，pcm)、石墨烯存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory，ram)或外部高速缓冲存储器等。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory，sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory，dram)等。本技术所提供的各实施例中所涉及的数据库可包括关系型数据库和非关系型数据库中至少一种。非关系型数据库可包括基于区块链的分布式数据库等，不限于此。本技术所提供的各实施例中所涉及的处理器可为通用处理器、中央处理器、图形处理器、数字信号处理器、可编程逻辑器、基于量子计算的数据处理逻辑器等，不限于此。
[0163]
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0164]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：

1.一种铺缆机行走纠偏控制方法，其特征在于，所述方法包括：获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；当铺缆机所述偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离包括：基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，获取所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向；基于所述铺缆机的预定行走路径与所述铺缆机实际行走轨迹，计算铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差；基于铺缆机中心实际行走轨迹与预定行走路径之差，得到铺缆机的偏差距离。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令包括：对所述偏差距离以及偏差角度进行隶属度函数转化，得到偏差距离以及偏差角度的隶属度函数；对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令包括：获取铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数为所述铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则的输入变量；基于所述铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对所述偏差距离以及所述偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令，所述基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令以隶属度函数描述；对所述基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令去模糊化，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述铺缆机行走纠偏模糊逻辑推理规则，对所述偏差距离以及所述偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机行走纠偏指令包括：当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为左侧时，基于所述铺缆机行走纠偏模糊控制规则，对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机左侧履带的行走纠偏指令；当铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向为右侧时，基于所述铺缆机行走纠偏模糊控制规则，对所述偏差距离以及偏差角度的隶属度函数进行模糊逻辑推理，
得到基于模糊逻辑推理规则的铺缆机右侧履带的行走纠偏指令。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述推送所述行走纠偏控制指令包括：当铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径的方向为左侧时，推送左侧履带行走纠偏控制指令，所述左侧履带行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，所述左侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机左侧履带驱动组件的转速；当铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径的方向为右侧时，推送右侧履带行走纠偏控制指令，所述右侧履带行走纠偏控制指令基于模糊控制构建，所述右侧履带行走纠偏控制指令用于控制铺缆机右侧履带驱动组件的转速。7.一种铺缆机行走纠偏控制器，其特征在于，所述装置包括：轨迹获取模块，用于获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；偏差获取模块，用于分析铺缆机所述实际行走轨迹偏离所述预定行走路径的方向与偏差距离；偏角获取模块，用于当所述铺缆机偏差距离大于所述允许轨迹偏差时，确定铺缆机所述实际行走轨迹方向偏离所述预定行走路径方向的偏离角度；模糊逻辑推理模块，用于对所述偏差距离以及所述偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；指令控制模块，用于推送所述行走纠偏控制指令，所述行走纠偏控制指令用于对所述铺缆机进行行走纠偏控制。8.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结

本申请涉及一种铺缆机行走纠偏控制方法、装置、计算机设备、存储介质和计算机程序产品。方法包括：获取铺缆机的预定行走路径、允许轨迹偏差、以及铺缆机实际行走轨迹；分析铺缆机实际行走轨迹偏离预定行走路径的方向与偏差距离；当铺缆机偏差距离大于允许轨迹偏差时，确定铺缆机实际行走轨迹方向偏离预定行走路径方向的偏离角度；对偏差距离以及偏差角度进行模糊控制处理，得到基于模糊控制的铺缆机行走纠偏控制指令；推送行走纠偏控制指令，行走纠偏控制指令用于对铺缆机进行行走纠偏控制。采用本方法能够实现铺缆机行走时的纠偏。采用本方法能够实现铺缆机行走时的纠偏。采用本方法能够实现铺缆机行走时的纠偏。