[发明专利]一种起重机搬运作业路径规划方法

说明书

本发明公开了一种起重机搬运作业路径规划方法，包括：导入环境数据，所述环境数据包括起吊物装载位置、起吊物卸载位置及障碍物情报等；建立通过搬运作业的起始位置点、目的地位置点的垂直平面的空间平面方程；根据起吊物形状数据和障碍物情报信息计算确定障碍物空间区域；根据障碍物区域与垂直平面的关系，对起重机的搬运路径进行优化。本发明以起重机自动化作业为目标，实现起重机摆动控制、回避障碍物，优化起吊物从原始位置到目的位置搬运的路径规划。

技术领域

本发明涉及起重运输机械领域，尤其涉及一种起重机搬运作业路径规划方法。

背景技术

目前，全球港口业正在从机械时代向人工智能时代发展，船舶大型化发展趋势和5G智慧港口建设，将推动港口集装箱起重装卸设备新一轮的产品创新和技术升级。另一方面，目前港口普遍面临熟练操作司机不足，港口起重装卸设备装卸作业效率无法满足船舶大型化和智慧港口建设的需求等问题，开发自动化、智能化、能24小时连续作业的自动化作业起重设备成为全行业共同关注的重要研究领域。

起重机作业效率直接影响到搬运系统的生产能力，智能起重机在提升作业效率，减少劳动力投入，实现大规模、连续、高强度、高污染环境作业方面具有显著优势，而要实现起重机作业的智能化，使起重机能像人一样自主进行作业路径规划和路径优化成为需要重点攻克的关键核心技术之一。

此外，以起重机自动化作业为目标，为了实现起重机高效搬运作业，起重机摆动控制、回避障碍物，实现起吊物从原始位置到目的位置搬运的路径规划是不可或缺的关键技术。

发明内容

为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种起重机搬运作业路径规划方法，所述技术方案如下：

本发明提供了一种起重机搬运作业路径规划方法，包括以下步骤：

S1、根据搬运作业的起始位置点和目的地位置点，建立垂直平面，使所述垂直平面经过所述起始位置点和目的地位置点；

S2、判断所述垂直平面是否与障碍物空间区域存在交集，若存在交集，则执行S3，若否，则将从所述起始位置点至目的地位置点之间的直线路径设为最优路径；

S3、判断所述障碍物空间区域的高度是否超过起重机的起升作业高度限值，若是，则执行S6-S8，若否，则执行S4-S5；

S4、确定所述障碍物空间区域与所述垂直平面的相交轨迹；

S5、根据所述起始位置点、相交轨迹和目的地位置点，确定最优路径；

S6、对所述垂直平面进行水平面投影得到投影直线，对所述障碍物空间区域进行水平面投影得到投影区域；

S7、比较所述投影区域内的点到所述投影直线的距离，确定在非距离最远的点所在投影直线的一侧进行搬运作业；

S8、根据所述起始位置点、投影区域在搬运作业一侧的外轮廓线及目的地位置点，确定最优路径。

进一步地，在步骤S7之前，还包括进行以下操作：

对所述投影区域进行规则化，得到规则化多边形，使所述投影区域落在所述规则化多边形内；

步骤S7包括：计算所述规则化多边形的各个顶点到所述投影直线的距离，以距离最远的顶点所在投影直线一侧的另一侧作为搬运作业一侧；

步骤S8确定的最优路径的过程包括：确定所述搬运作业一侧的规则化多边形的一个或多个顶点中距所述投影直线偏移率最大的顶点，步骤S8中的最优路径为从所述起始位置点出发，沿着直线水平移动至该顶点，再从该顶点以预设的摆动角度移动至所述目的地位置点。

进一步地，将在所述搬运作业一侧的顶点中与所述起始位置点所在直线与所述投影直线之间的夹角最大的对应顶点作为所述距所述投影直线偏移率最大的顶点。