基于高效土壤-工具交互建模的轮式装载机自动化最优路径规划

使用轮式装载机进行土方作业需要大量动力并产生高昂的运营成本。本工作提出了一种基于基本土方方程（FEE）进行土壤-工具交互建模的高效自动化框架。部署了一种由 Sobol 全局灵敏度分析引导的降阶多步参数估计方法，用于精确的在线挖掘力预测。随后，利用前一个挖掘周期中识别的土壤参数，构建了一个最优控制问题，以计算能量高效的铲斗轨迹。在 Algoryx Dynamics 中的高保真仿真证实了力预测的准确性，并表明与标准路径相比可节省 15-40% 的能量。总计算时间与单个挖掘周期相当，突显了该框架在实时、能量优化的轮式装载机自动化方面的潜力。