[发明专利]一种基于防摇的桥式起重机路径规划方法和装置

权利要求书

1.一种基于防摇的桥式起重机路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：首先通过根据迪杰斯特拉算法，根据具体的桥式起重机避障背景，假定起点为s，引进两个集合S和U，S集合是为了记录已求出最短路径的顶点以及相应的最短路径长度，而U集合是记录还未求出最短路径的顶点以及该顶点到起点s的距离；

S2：初始情况下，S集合中只包含起点s；U集合包含除s外的其他顶点即未遍历的点，且U集合中顶点的距离为“起点s到该顶点的距离”；

S3:从U集合中选出“距离最短的顶点k”，并将顶点k加入到S集合中，同时，从U集合中移除顶点k；

S4：更新U集合中各个顶点到起点s的距离，更新U集合中顶点的距离的原因是由于上一步中确定了k是求出最短路径的顶点，从而可以利用k来更新其它顶点的距离；

S5：重复S3和S4的步骤，直至遍历完所有点，即可找出最优路径。

2.一种基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于，包括：上位机模块，起重机控制模块；

所述上位机模块用于根据现场安全区域、危险区域等模拟构造二维地图模型，同时设计迪杰斯特拉算法用于规划最优路径；在上位机人机交互界面上可根据输入控制指令设置始末点等功能，该上位机实时监测桥式起重机运行状态并在主界面显示；

所述起重机控制模块用于接收上位机规划最优路径运行，并实时根据运行速度的变化而计算出补偿速度量，达到防摇的效果，并实现防摇基础上的路径规划功能。

3.根据权利要求2所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于，所述上位机模块包括信号接收子模块、设置子模块、算法子模块；

所述信号接收子模块，用于根据桥式起重机工作区域按比例尺设置二维地图模型的大小边界、安全区域、障碍区域；

所述设置子模块，用于人机交互界面上根据二维地图模型状况，设置工作的起点、障碍点、终点；

所述算法子模块，用于根据设置好的工作点，设计迪杰斯特拉算法规划出最优路径。

4.根据权利要求2所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于:所述起重机控制模块包括信号采集与处理子模块、定位子模块、控制子模块；

所述信号采集与处理子模块，用于采集当前桥式起重机运动的实时位置、运动距离、角速度以及运动速度信号，同时接收上位机发送的目标位置、所述的运动路径以及额定速度信号，并通过内置算法实时计算出速度补偿量和运动速度，达到防摇与路径规划的目的；

所述定位子模块，用于获取当前桥式起重机的位置信息，发送至上位机人机界面；

所述控制子模块，用于根据控制信号驱动所述的桥式起重机，按所述的路径规划最优轨迹运动。

5.根据权利要求2所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于：所述上位机模块的人机交互界面通讯端口设置，当前起重机位置和所述桥式起重机工作区域的二维模型，当前所述桥式起重机位置坐标、目标位置坐标、速度直观显示在界面上。

6.根据权利要求4所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于：所述定位子模块采用桥式起重机大车上的GPS定位模块对其位置信息进行精确定位，并将所述的实时位置信息通过工业以太网发送至人机界面。

7.根据权利要求4所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于：所述信号采集与处理子模块为ARM内核的高速处理芯片设计的防摇系统，通过内置算法对采集到的多个有效信号进行处理决策，通过工业总线传输至可编程控制器进行调速。

8.根据权利要求4所述的基于防摇的桥式起重机路径规划装置，其特征在于：所述控制子模块将可编程控制器输出的调速控制信号至变频器里，进而通过所述变频器对所述桥式起重机的电机进行驱动。