[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

说明书

本发明涉及一种基于防摇的桥式起重机路径规划方法和装置，主要包括上位机模块和起重机控制模块，所述上位机模块根据现场安全区域、危险区域等模拟构造二维地图模型，同时根据桥式起重机工作背景，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，整个界面直观简洁，功能设计清晰；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。实现防摇基础上的路径规划功能，使得工作效率大大提高。

技术领域

本发明涉及机器人路径规划领域，尤其涉及一种基于防摇的桥式起重机路径规划方法和装置。

背景技术

起重机的智能化、自动化是生产规模扩大的必然要求，同时也是让起重机在未来工程应用中发挥出更大作用的有效途径。目前的工程应用领域，起重机装卸、运送货物至目标位置的整个过程大部分都由人工操控，其效率和智能化程度偏低。尤其在金属冶炼、化工、危险矿场或核电厂等具有高危险、高粉尘、辐射性强、事故突发率高等状况的危险作业场所中，作业环境对操作人员的危害程度非常高，甚至对作业人员的生命造成严重影响。因此实现起重机的无人化运行不仅能提高起重机智能程度的同时改善劳动环境。计算机、传感器、通讯等技术的高速发展，带动了自动化、智能化、网络化及人工智能化等技术的高速发展与应用，尤其在研究路径规划与智能避障系统的应用中非常广泛。但其主要应用于机器人领域的导航与避障。在工程机械应用中较少。因此若能够借用机器人路径规划与智能避障系统组成原理，为起重机设计一种基于防摇的智能路径规划方法，使之具备对作业环境的感应、认知及决策能力尤为重要。因此，需要设计一种提高搜索出路径的时效性和工作能耗的节能性的基于防摇的桥式起重机路径规划方法和装置。

发明内容

本发明要解决的问题在于提供一种提高搜索出路径的时效性和工作能耗的节能性的基于防摇的桥式起重机路径规划方法和装置。

为了保证在使用过程中，能够保证提高搜索出路径的时效性和工作能耗的节能性以及安全性的桥式起重机路径规划方法和装置，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。

本发明的有益效果是，通过采用迪杰斯特拉算法在广度优先搜索最短路径，有利于提高搜索出路径的时效性和工作能耗的节能性。并且通过构建二维地图模型中每一个格栅的规格根据所述桥式起重机吊具比例尺大小的2倍，有利于增强实际工作中的安全性，在实时显示运行路径，软件界面更贴近实际情况。

一种基于防摇的桥式起重机路径规划装置，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。