一种桥式起重机智能感知系统及其工作方法技术方案

本发明专利技术公开了一种桥式起重机智能感知系统及其工作方法，系统包括传感器子系统和数据处理子系统；传感器子系统包括位移传感器，用于采集位置高度数据；第一图像采集传感器，采集起重机上方环境的第一图像点云数据；第二图像采集传感器，用于采集起重机下方环境的第二图像点云数据；数据处理子系统包括感知定位模块、感知识别模块以及感知融合模块；感知定位模块用于计算得到起重机的位置信息；感知识别模块用于对起重机下方的目标物进行目标识别；感知融合模块用于计算得到目标物的位置信息。本发明专利技术能够根据该目标物的位置信息进行自动避障，避免事故发生；且硬件设置简单，传感器在使用过程中不会发生磨损，延长了传感器的使用寿命。寿命。寿命。

【技术实现步骤摘要】
一种桥式起重机智能感知系统及其工作方法


[0001]本专利技术属于自动检测
，具体涉及一种桥式起重机智能感知系统及其工作方法。

技术介绍

[0002]桥式起重机是一种应用十分广泛的工业起重吊运装备。作为一种特种大型机械设备，被应用在各种各样的工业环境中，但其运行效率和自动化程度仍然较低，需要人工进行操控。随着技术的发展，起重机的无人化操控或将成为未来的趋势，而起重机在进行无人化作业时，需要对自身进行精准定位，同时需要能够智能感知周围环境。
[0003]现有技术中，对于起重机的定位主要采用格雷姆线和条形编码刻度尺等方式实现，但上述方式存在安装难度高、实施周期长和设备成本高等问题。此外，也有通过在起重机运行轨道上安装传感器，以对起重机的运行位置进行检测的方法，但在某些工作场景下，例如在轨道梁不平衡时，起重机的运行将导致传感器磨损，无法满足定位需求，使得传感器基本处于失效状态。另外，现有的桥式起重机还无法感知周围环境，无法实现自动避障，当起重机在无人化作业时，容易与起重机下方货物或其他设备发生碰撞，导致事故发生。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种桥式起重机智能感知系统及其工作方法，用于解决现有技术中的至少一个技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种桥式起重机智能感知系统，包括传感器子系统和数据处理子系统；
[0007]所述传感器子系统包括设置于起重机起升吊具上的位移传感器，用于采集起升吊具的位置高度数据；设置于起重机小车上方的第一图像采集传感器，用于采集起重机上方环境的第一图像点云数据；设置于起重机小车下方的第二图像采集传感器，用于采集起重机下方环境的第二图像点云数据；
[0008]所述数据处理子系统包括感知定位模块、感知识别模块以及感知融合模块；所述感知定位模块用于根据所述位置高度数据和所述第一图像点云数据，基于定位算法计算得到起重机的位置信息；所述感知识别模块用于根据所述第二图像点云数据，基于目标检测算法对起重机下方的目标物进行目标识别；所述感知融合模块用于对起重机的位置信息和目标物目标识别结果进行特征融合，计算得到目标物的位置信息。
[0009]在一种可能的设计中，所述第一图像采集传感器和所述第二图像采集传感器均包括二维激光雷达、三维激光雷达、单目相机、双目相机以及深度相机中的一种或几种的组合；所述位移传感器包括位移绝对编码器。
[0010]在一种可能的设计中，所述传感器子系统包括一个设置于起升吊具上的第一位移绝对编码器、一个垂直设置于小车上的第一三维激光雷达以及两个设置于小车底部相对两
侧的第二三维激光雷达；
[0011]其中，所述第一三维激光雷达的水平视场角为360度，其垂直视场角α1不小于25度，所述第二三维激光雷达的垂直视场角α2和水平视场角β1均不小于60度。
[0012]在一种可能的设计中，所述传感器子系统包括一个设置于起升吊具上的第二位移绝对编码器、一个垂直设置于小车上的第三三维激光雷达以及两个设置于小车底部第一相对两侧的第一双目相机；
[0013]其中，所述第三三维激光雷达的水平视场角为360度，其垂直视场角α3不小于25度，所述第一双目相机的垂直视场角α4和水平视场角β2均不小于60度。
[0014]在一种可能的设计中，所述传感器子系统还包括两个设置于小车底部第二相对两侧的第四三维激光雷达；不太清晰
[0015]其中，所述第四三维激光雷达垂直视场角α5和水平视场角β3均不小于60度。
[0016]第二方面，本专利技术提供一种如第一方面任意一项可能的设计中所述的桥式起重机智能感知系统的工作方法，包括：
[0017]采集起重机上方环境的第一图像点云数据、起重机下方环境的第二图像点云数据以及起升吊具的位置高度数据；
[0018]根据所述第一图像点云数据和所述位置高度数据，基于定位算法计算得到起重机的位置信息；
[0019]根据所述第二图像点云数据，基于目标检测算法对起重机下方的目标物进行目标识别；
[0020]对起重机的位置信息和目标物的目标结果进行特征融合，计算得到目标物的位置信息。
[0021]在一种可能的设计中，根据所述第一图像点云数据和所述位置高度数据，基于定位算法计算得到起重机的位置信息，包括：
[0022]在起重机大车和小车运动时，根据采集得到的所述第一图像点云数据，基于Slam定位算法实对大车和小车进行实时定位，并计算大车和小车在格栅地图中的坐标位置信息；
[0023]在起重机起升吊具上升或下降运动时，根据采集得到的所述位置高度数据直接获取起升吊具的位置高度信息。
[0024]在一种可能的设计中，根据所述第二图像点云数据，基于目标检测算法对起重机下方的目标物进行目标识别，包括：
[0025]基于3D点云目标检测算法，分别从每一第二图像采集传感器采集的第二图像点云数据中单独提取第一特征数据，并对每一第一特征数据分别进行目标识别，得到各自的初始目标识别结果；
[0026]对所有初始目标识别结果进行多模态识别融合，通过识别决策得到第一目标识别结果。
[0027]在一种可能的设计中，在对每一第一特征数据分别进行目标识别，得到各自的初始目标识别结果之后，还包括：
[0028]对所有第二图像采集传感器采集的第二点云数据进行数据融合，并从融合后的点云数据中提取第二特征数据，对所述第二特征数据进行目标识别，得到目标融合识别结果；
[0029]对所述初始目标识别结果和所述目标融合识别结果进行混合多模态识别融合，通过识别决策得到第二目标识别结果。
[0030]在一种可能的设计中，对起重机的位置信息和目标物的目标结果进行特征融合，计算得到目标物的位置信息，包括：
[0031]将大车和小车的坐标位置信息以及起升吊具的位置高度信息与所述第一目标识别结果或所述第二目标识别结果进行特征融合，计算得到目标物在格栅地图中的位置信息。
[0032]有益效果：
[0033]本专利技术通过在起重机上设置图像采集传感器来分别采集起重机上方和下方的图像点云数据，并通过设置位移传感器来采集起升吊具的位置高度数据，然后利用感知定位模块对起重机进行实时定位，通过感知识别模块对起重机下方的目标物进行目标识别，并通过感知融合模块对起重机位置信息和目标识别结果进行特征融合，计算得到目标物的位置信息，从而可以根据该目标物的位置信息进行自动避障，避免事故发生，且本专利技术的硬件设置简单，传感器在使用过程中不会发生磨损，延长了传感器的使用寿命。
附图说明
[0034]图1为本实施例中的桥式起重机智能感知系统的结构框图；
[0035]图2为本实施例中传感器的其中一种安装示意图；
[0036]图3为本实施例中传感器的另一种安装示意图；
[0037]图4为本实施例中传感器的另一种安装示意图；
[0038]图5为本实本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种桥式起重机智能感知系统，其特征在于，包括传感器子系统和数据处理子系统；所述传感器子系统包括设置于起重机起升吊具上的位移传感器，用于采集起升吊具的位置高度数据；设置于起重机小车上方的第一图像采集传感器，用于采集起重机上方环境的第一图像点云数据；设置于起重机小车下方的第二图像采集传感器，用于采集起重机下方环境的第二图像点云数据；所述数据处理子系统包括感知定位模块、感知识别模块以及感知融合模块；所述感知定位模块用于根据所述位置高度数据和所述第一图像点云数据，基于定位算法计算得到起重机的位置信息；所述感知识别模块用于根据所述第二图像点云数据，基于目标检测算法对起重机下方的目标物进行目标识别；所述感知融合模块用于对起重机的位置信息和目标物目标识别结果进行特征融合，计算得到目标物的位置信息。2.根据权利要求1所述的桥式起重机智能感知系统，其特征在于，所述第一图像采集传感器和所述第二图像采集传感器均包括二维激光雷达、三维激光雷达、单目相机、双目相机以及深度相机中的一种或几种的组合；所述位移传感器包括位移绝对编码器。3.根据权利要求2所述的桥式起重机智能感知系统，其特征在于，所述传感器子系统包括一个设置于起升吊具上的第一位移绝对编码器、一个垂直设置于小车上的第一三维激光雷达以及两个设置于小车底部相对两侧的第二三维激光雷达；其中，所述第一三维激光雷达的水平视场角为360度，其垂直视场角α1不小于25度，所述第二三维激光雷达的垂直视场角α2和水平视场角β1均不小于60度。4.根据权利要求2所述的桥式起重机智能感知系统，其特征在于，所述传感器子系统包括一个设置于起升吊具上的第二位移绝对编码器、一个垂直设置于小车上的第三三维激光雷达以及两个设置于小车底部第一相对两侧的第一双目相机；其中，所述第三三维激光雷达的水平视场角为360度，其垂直视场角α3不小于25度，所述第一双目相机的垂直视场角α4和水平视场角β2均不小于60度。5.根据权利要求4所述的桥式起重机智能感知系统，其特征在于，所述传感器子系统还包括两个设置于小车底部第二相对两侧的第四三维激光雷达；其中，所述第四三维激光雷达的垂直视场角α5和水平视场角β3均不小于60度。6.一种如权利要求1

【专利技术属性】
技术研发人员：刘财喜，马开辉，
申请(专利权)人：百工汇智上海工业科技有限公司，
类型：发明
国别省市：