堆取料机最优自动对位策略判定方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种堆取料机最优自动对位策略判定方法及系统，包括：电子地图获取步骤：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取步骤：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位步骤：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。本发明专利技术通过料场电子地图、堆取料机的实时姿态位置的获取，对堆取料机自动对位路径进行优化，实现堆取料机对位效率有效提升，为堆取料机全自动对位过程提供数据参数保障。

Method and System for Determining Optimal Automatic Alignment Strategy of Stacker-Reclaimer

【技术实现步骤摘要】
堆取料机最优自动对位策略判定方法及系统
本专利技术涉及生产物流过程控制领域，具体地，涉及堆取料机最优自动对位策略判定方法及系统。
技术介绍
堆取料机是一种用于大型干散货堆场的既能堆料又能取料的连续输送的高效装卸机械。由可俯仰和水平摆动的胶带输送臂及其前端的斗轮、机架、运行机构组成，胶带可双向运行，取料时由斗轮取料经输送臂送出，堆料时则由主输送机运来的货物经由输送臂投向堆场。码头原料场堆取料无人化是目前的研究热点，也是未来的发展趋势，如专利CN106200429A公开的“悬臂式斗轮取料机远程控制系统”。由于司机改由中控室进行作业，当进行人工对位时，现场情况只能通过机上摄像头进行获知，存在视觉死角，很难第一时间判断大车周边位置情况，导致远程操作人员只能选择单一的对位路径来进行对位作业。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种堆取料机最优自动对位策略判定方法及系统。根据本专利技术提供的一种堆取料机最优自动对位策略判定方法，包括：电子地图获取步骤：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取步骤：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位步骤：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。优选地，所述堆取料机的运动包括：走行、俯仰和回旋。优选地，通过安装在堆取料机上的编码器、传感器获取堆取料机的姿态信息。优选地，所述空间位置获取步骤包括将堆取料机对位过程进行阶段分解，对每个阶段中可能出现的位置点进行权重分布，采用反向递推方式，状态为各阶段初始位置。优选地，料堆与堆取料机的位置关系包括跨料场、不跨料场跨料堆和不跨料场不跨料堆三种；在跨料场的情况下，先将堆取料机回归零位，再执行向目标地址走行、所述自动对位步骤和取料；在不跨料场跨料堆的情况下，先将堆取料机俯仰抬高到大于需要跨过的料堆的高度，确保下一步走行不会碰撞料堆；不跨料场不跨料堆的情况下，直接进行所述自动对位步骤和取料。根据本专利技术提供的一种堆取料机最优自动对位策略判定系统，包括：电子地图获取模块：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取模块：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位模块：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。优选地，所述堆取料机的运动包括：走行、俯仰和回旋。优选地，通过安装在堆取料机上的编码器、传感器获取堆取料机的姿态信息。优选地，所述空间位置获取模块包括将堆取料机对位过程进行阶段分解，对每个阶段中可能出现的位置点进行权重分布，采用反向递推方式，状态为各阶段初始位置。优选地，料堆与堆取料机的位置关系包括跨料场、不跨料场跨料堆和不跨料场不跨料堆三种；在跨料场的情况下，先将堆取料机回归零位，再执行向目标地址走行、所述自动对位模块和取料；在不跨料场跨料堆的情况下，先将堆取料机俯仰抬高到大于需要跨过的料堆的高度，确保下一步走行不会碰撞料堆；不跨料场不跨料堆的情况下，直接进行所述自动对位模块和取料。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：本专利技术通过料场电子地图、堆取料机的实时姿态位置的获取，对堆取料机自动对位路径进行优化，实现堆取料机对位效率有效提升，为堆取料机全自动对位过程提供数据参数保障。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为本专利技术的流程图；图2为本专利技术实施例的不同工作阶段位置点示意图；图3为本专利技术实施例的工作流程图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1所示，本专利技术提供的一种堆取料机最优自动对位策略判定方法，包括：电子地图获取步骤：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取步骤：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位步骤：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。在本优选实施例中：电子地图获取步骤：利用堆取料机的走行、俯仰、回旋运动，带动安装在堆取料机悬臂前方的激光扫描装置对料堆进行动态扫描，对获得的激光扫描数据进行预处理、坐标转化、网格规范化处理、插值处理后生成规则的三维数据，最终生成整个料场的完整网格数据库，并实时更新数据库内数据内容，生成的实时三维料堆图像数据，为堆取料机全自动对位过程提供数据参数保障。空间位置获取步骤：堆取料机的主要动作分为走行、俯仰、回旋，通过各个机构的编码器以及传感器获取大机姿态信息，结合堆取料机的机械模型，还原堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息。自动对位步骤：鉴于现场环境的客观因素，各堆取料机之间间隔距离有限，从安全作业的角度出发，结合中控防碰撞系统，寻找最优路径，确保在自动对位过程中避免触发中控防碰撞系统。通过对现场工艺情况的分析，首先将堆取料机对位过程进行阶段分解，将阶段进行编号，对每个阶段中可能出现的位置点进行权重分布，采用反向递推方式，状态为各阶段初始位置，如2所示，假设从初始阶段A起至结束阶段G，共6个阶段(采用反向递推方式，去除了结束阶段G)，其中B、C、D、E、F都有多种状态，目标函数：其中，A即反向递推最终的阶段A，k为反向递推的阶段数；第一阶段：k＝1，有F1、F2两种可能状态，最优决策如下目标函数：f1(F1)＝min{d1(F1,G)}＝1f1(F2)＝min{d1(F2,G)}＝2第二阶段：k＝2，有E1、E2、E3三种可能状态，最优决策表如下目标函数：第三阶段：k＝3，有D1、D2、D3、D4四种可能状态，最优决策表如下目标函数：第四阶段：k＝4，有C1、C2、C3三种可能状态，最优决策表如下目标函数：第五阶段：k＝5，有B1、B2两种可能状态，最优决策表如下目标函数：第六阶段：k＝6，有A一种可能状态，最优决策表如下目标函数：最短路径长度：42，最优策略：A-B1-C1-D1-E1-F1-G。在上述一种堆取料机最优自动对位策略判定方法的基础上，本专利技术还提供一种堆取料机最优自动对位策略判定系统，包括：电子地图获取模块：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取模块：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位模块：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。如图3所示，在实际应用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，包括：电子地图获取步骤：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取步骤：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位步骤：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。

【技术特征摘要】
1.一种堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，包括：电子地图获取步骤：利用堆取料机的运动，带动安装在堆取料机悬臂前部的激光扫描装置对料堆进行实时扫描，获得激光扫描数据，利用激光扫描数据生成实时三维料堆图像数据；空间位置获取步骤：根据堆取料机的姿态信息，得到堆取料机在空间中的位置信息以及相对位置信息；自动对位步骤：根据实时三维料堆图像数据、位置信息以及相对位置信息，寻找各个堆取料机在自动对位过程中的最优路径。2.根据权利要求1所述的堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，所述堆取料机的运动包括：走行、俯仰和回旋。3.根据权利要求1所述的堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，通过安装在堆取料机上的编码器、传感器获取堆取料机的姿态信息。4.根据权利要求1所述的堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，所述空间位置获取步骤包括将堆取料机对位过程进行阶段分解，对每个阶段中可能出现的位置点进行权重分布，采用反向递推方式，状态为各阶段初始位置。5.根据权利要求1所述的堆取料机最优自动对位策略判定方法，其特征在于，料堆与堆取料机的位置关系包括跨料场、不跨料场跨料堆和不跨料场不跨料堆三种；在跨料场的情况下，先将堆取料机回归零位，再执行向目标地址走行、所述自动对位步骤和取料；在不跨料场跨料堆的情况下，先将堆取料机俯仰抬高到大于需要跨过的料堆的高度，确保下一步走行不会碰撞料堆；不跨料场不跨料堆的情况下，直接进行所述自动对位步骤和取料。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱笑雷，钱荣，薛平，竺青，秦彤，王嘉林，刘志凌，杨忠祥，
申请(专利权)人：上海宝信软件股份有限公司，宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31