马厚雪，王 龙

（江苏徐工工程机械研究院有限公司，江苏 徐州 221004）

轮式工程机械机动性高，与履带式挖掘机相比，更加适合于快速移动。在某些环境异常恶劣（垃圾清理、地震灾害抢险救灾、防爆作业、放射性场合）作业人员操作困难，因此如何实现工程机械的无人化控制，实现轮式车辆自动循迹行驶已经成为现代机械研究的一个重点方向。

1 硬件系统设计

本文以轮式挖掘机为载体，采用多种传感器融合的方案，实现多重特定的功能。这些设备包括：安装在挖掘机的驾驶室顶部的激光雷达，安装在挖掘机前后左右的米波雷达，安装在后配重的GPS 定位定向天线、惯性导航接收机等。系统还配置有工控机和可编程控制器（图1）。

图1 硬件系统

GPS 定位定向天线与惯性导航接收机组成定位系统，用于确定挖掘机的精确位置坐标。激光和毫米波雷达用于避障。工控机用于处理传感器信号、规划路径，发送控制指令到可编程控制器。可编程控制器用于接受上层工控机发出的油门、制动、转向等控制信号，并且向底层转向控制器以及驱动系统控制器发送控制指令以实现上层的控制指令。其中惯导、雷达、工控机等均连接到交换机上，通过以太网进行通信，可编程控制器与工控机、底层控制器等通过CAN 线通信。

2 软件系统设计

自动循迹软件系统包括定位数据采集模块、曲线拟合模块和轨迹跟踪控制模块组成（图2）。这3 个模块均部署在工控机上。

图2 自动循迹软件系统