详情

原文传递桥式起重机路径规划方法及系统

专利名称：	桥式起重机路径规划方法及系统
摘要：	本发明提供了一种桥式起重机路径规划方法及系统，包括如下步骤：步骤S1：采集桥式起重机工作区域的环境图像，根据所述环境图像创建环境地图，其中，所述环境地图为二维模型地图；步骤S2：将所述环境地图分为若干个子区域后生成模糊路径；步骤S3：在若干个所述子区域上生成平面栅格图，将有障碍物的栅格和无障碍物的栅格采用不同颜色标识出；步骤S4：根据所述平面栅格图，在所述模糊路径上搜索出最优路径。本发明从桥式起重机在实际运行中的安全角度出发，在模糊路径上搜索具体路径，一方面有利于提高搜索出的路径的准确性和实际运行中的安全性，另一方面也有利于增强本发明的实用性和适用性。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海应用技术大学
发明人：	邵帅;林伟;刘丹丹
专利状态：	有效
申请日期：	2019-06-26T00:00:00+0800
发布日期：	2019-09-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910563015.1
公开号：	CN110282553A
代理机构：	上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：	胡晶
分类号：	B66C15/04(2006.01);B;B66;B66C;B66C15
申请人地址：	200235 上海市徐汇区漕宝路120-121号
主权项：	1.一种桥式起重机路径规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1：采集桥式起重机工作区域的环境图像，根据所述环境图像创建环境地图，其中，所述环境地图为二维模型地图；步骤S2：将所述环境地图分为若干个子区域后生成模糊路径；步骤S3：在若干个所述子区域上生成平面栅格图，将有障碍物的栅格和无障碍物的栅格采用不同颜色标识出；步骤S4：根据所述平面栅格图，在所述模糊路径上搜索出最优路径。 2.根据权利要求1所述的桥式起重机路径规划方法，其特征在于，在步骤S3中采用栅格法对所述环境地图进行分解；每一栅格的尺寸为所述桥式起重机的吊具半径和所吊物料半径中较大者。 3.根据权利要求1所述的桥式起重机路径规划方法，其特征在于，所述步骤S4包括如下步骤：步骤S401：分别选择所述桥式起重机的运行起点和目标点作为路径搜索起点进行路径搜索；步骤S402：在所述平面栅格图中，从所述路径搜索起点进行相邻节点的扩展确定下一节点，且设定路径搜索起点周围扩展域中相邻节点的数量为四个；步骤S403：将下一节点作为路径搜索起点重复执行步骤S402搜索出最优路径。 4.根据权利要求3所述的桥式起重机路径规划方法，其特征在于，当多个相邻节点的代价函数F值相等时，对相邻节点设置优先级；所述优先级具体为前一节点的右侧节点优先级最高，按逆时针旋转，相邻节点的优先级依次排列；所述代价函数F值为：F(N)＝G(N)+H(N) H(N)＝D*(abs(N.x-goal.x)+abs(N.y-goal.y)) 其中，F(N)是节点N的代价函数，G(N)是在起始点到N节点的代价，H(N)是从N节点到终点的代价，D是一个栅格移动到相邻的栅格上的最小代价，N.x是起点横坐标，N.y是起点纵坐标，goal.x是目标点横坐标，goal.y是目标点纵坐标。 5.根据权利要求1所述的桥式起重机路径规划方法，其特征在于，当步骤S2中无法生成模糊路径时，执行如下步骤：步骤S5：基于所述环境地图跟据桥式起重机工作区域中测量出的每一障碍物的高度生成三维避障地图。 6.一种桥式起重机路径规划系统，其特征在于，包括信号采集处理单元和路径规划方法单元；所述信号采集处理单元，用于实时采集和处理桥式起重机工作区域的环境图像，根据所述环境图像创建环境地图，其中，所述环境地图为二维模型地图；所述路径规划单元包括二维避障单元和三维避障单元；所述二维避障单元，用于将环境地图分为若干个子区域后生成模糊路径，在若干个所述子区域上生成平面栅格图，将有障碍物的栅格和无障碍物的栅格采用不同颜色标识出，根据所述平面栅格图，在所述模糊路径上搜索出最优路径；所述三维避障单元，用于基于所述环境地图根据桥式起重机工作区域中测量出的每一障碍物的高度生成三维避障地图。 7.根据权利要求6所述的桥式起重机路径规划系统，其特征在于，所述信号采集处理单元包括环境信息采集模块和环境信息处理模块；所述环境信息采集模块，用于采集所述环境图像；所述环境信息处理模块，用于对所述环境图像进行图像二值化处理，将无障碍物的区域阈值设置为1，通过白色显示，有障碍物的阈值设置为0，通过黑色显示。 8.根据权利要求6所述的桥式起重机路径规划系统，其特征在于，所述三维避障单元包括激光测距仪单元；所述激光测距仪单元，用于测量所述桥式起重机的吊具与前方的障碍物的距离S；当桥式起重机工作时，当测量到前方的障碍物时，所述三维避障单元控制所述吊具将所吊物料在距离所述障碍物水平安全距离S安前，拉升至超过障碍物高度。 9.根据权利要求8所述的桥式起重机路径规划系统，其特征在于，当S≤S安时，控制所述桥式起重机在工作区域中停止运行，根据三维立体避障模型控制所述吊具向上拉升物料运行；当S＝0时，控制所述桥式起重机的吊具停止运行，根据所述环境地图模型控制所述桥式起重机在工作区域中运行；当S>S安时，同时根据所述环境地图模型和所述三维立体避障模型控制所述桥式起重机大小车及吊具同时运行。 10.根据权利要求6所述的桥式起重机路径规划系统，其特征在于，当二维避障单元无法搜索出最优路径时，调用所述三维避障单元生成三维避障地图。
所属类别：	发明专利