基于环境感知的机械自动化控制方法及系统

本发明涉及机械控制，尤其涉及一种基于环境感知的机械自动化控制方法及系统。

背景技术：

1、随着工业自动化水平的不断提高，机械自动化设备已广泛应用于制造、物流、农业等多个领域。这些设备在运行过程中，往往需要依赖预设的程序和简单的感知手段来完成特定任务。机械设备通常依赖预设参数和固定流程，无法灵活应对环境变化，如光照、温度或任务对象位置的波动，导致生产效率下降，基于环境感知的机械自动化控制能够依据环境条件发送的变化，如光线、温度或空间位置变化，机械设备及时调整工作模式，提高生产效率以及降低操作失误。然而，现有的基于环境感知的机械自动化控制方法多用于单一数据的采集，无法综合分析复杂的环境信息，难以有效整合视觉数据和机械运行参数来精确判断任务对象的状态和位置，影响机械的执行效率和精度；并且缺乏对运行过程中影响感知参数的监控与分析手段，导致在高性能运行后容易出现机械性能衰减或低性能运行的效率低下，难以应对复杂多变的操作场景，降低生产效益。

技术实现思路

1、基于此，本发明提供一种基于环境感知的机械自动化控制方法及系统，以解决至少一个上述技术问题。

2、为实现上述目的，一种基于环境感知的机械自动化控制方法，包括以下步骤：

3、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；

4、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；

5、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；

6、步骤s4：基于工业机械控制参数执行机械自动化控制作业；

7、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；

8、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。

9、本发明通过多种环境传感器的配置，实现了对操作环境的全面感知，包括视觉数据和机械运行参数。为后续的任务对象识别和控制参数的动态调整提供了准确的数据基础，使设备能够更好地适应多变的工业环境，提升作业的精确性和稳定性。基于视觉数据对任务对象进行实时检测，确保了设备能够精准识别待操作对象的形态、位置等特征，有效避免了操作中的误差，提高了机械操作的精度和任务的成功率，特别是在动态或复杂环境下展现出更高的可靠性。结合工业机械任务需求与环境感知数据进行分析，动态生成控制参数，确保机械操作能够根据任务的不同要求以及环境的变化进行智能调整，提高了自动化控制的灵活性和任务执行的效率，从而提升了整个操作过程的自适应性和精确性。通过自动化执行控制参数，机械设备能够自主完成各类复杂任务，减少了人工干预，提高了作业效率。同时，精准的控制参数保证了设备操作的高效性和安全性，降低了运行过程中出现偏差或错误的风险。对历史运行数据进行分析，预判机械设备的运行趋势，并评估设备的健康状态。根据历史参数波动信号和安全比值区间进行监控，能够有效识别出可能的设备故障或异常，提前进行维护，确保机械设备长时间稳定、安全地运行。通过安全比值区间的监控和调节，能够实时优化设备的操作性能，确保设备在高效运行的同时，保持在安全的工作范围内。这样不仅提升了作业的精度，还显著减少了设备损坏、运行失误和潜在的安全隐患，提高了整个机械操作的可靠性和安全性。

10、本说明书中提供一种基于环境感知的机械自动化控制系统，用于执行如上述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：

11、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；

12、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；

13、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；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；

14、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；

15、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；

16、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。

17、本申请有益效果在于，本发明通过集成多种环境感知数据，包括视觉数据和机械运行影响感知参数，能够有效整合和分析复杂环境中的多维信息。相较于单一数据采集方式，实现了视觉数据与机械运行参数的协同处理，能够精确判断任务对象的状态、位置和动态变化，提高了机械设备在复杂环境中的执行效率和作业精度。通过多源数据的深度整合与实时分析，机械设备可以更好地感知周围环境，优化操作策略，确保更高的任务执行成功率，尤其是在动态变化或不确定环境下提升了设备的适应性和精准度。通过任务需求和环境感知数据，生成适应具体操作任务的工业机械控制参数，并在运行过程中根据实际情况动态调整控制参数，解决了机械设备依赖固定参数、无法灵活应对环境变化的问题。引入了对机械运行影响感知参数的监控和历史数据的波动分析，能够识别设备性能的衰减迹象或运行异常。通过对影响感知参数与机械运行性能安全比值区间的分析，及时调整机械操作，以维持设备在最佳运行状态。通过对控制参数的动态优化，提高了自动化机械的操作灵活性，减少了因环境变化或对象状态变化带来的操作偏差，从而提高了整体生产效率和精度，尤其是在任务复杂或环境不确定的场景下效果尤为显著。通过对设备运行状态的实时监控和自动调节，能够有效避免设备在高强度运行后出现性能衰减，或者在低性能状态下运行效率低下的情况，提升了设备操作的安全性和高效性，以及机械自动化作业的可靠性和稳定性。

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：

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：

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s3包括以下步骤：

4.根据权利要求3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s33包括以下步骤：

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s333中所述根据任务对象形态特征数据进行全局优化触控节点组合分析包括以下步骤：

6.根据权利要求3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：

7.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：

8.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s6包括以下步骤：

9.根据权利要求8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：

10.一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：