吊具单元防撞方法、系统和起重机技术方案

本发明专利技术实施例中公开了一种吊具单元防撞方法、系统和起重机。其中，吊具单元防撞方法包括：在作业过程中，利用安装在吊具单元外周的多个激光雷达采集吊具单元周围的环境信息；根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，并在存在障碍物时，确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离；将所述横向距离反馈至一吊具单元控制系统，以使所述吊具单元控制系统根据所述横向距离对作业过程中的所述吊具单元进行防撞控制。本发明专利技术实施例中的技术方案能够实现吊具单元的实时防撞。技术方案能够实现吊具单元的实时防撞。技术方案能够实现吊具单元的实时防撞。

【技术实现步骤摘要】
吊具单元防撞方法、系统和起重机


[0001]本专利技术涉及工业
，特别是一种吊具单元防撞方法、系统和起重机。

技术介绍

[0002]在利用轮胎式龙门起重机(RTG)的作业过程中，吊具经常需要跟随小车进行运动，或者独立在起升方向运动。而在轨道式龙门起重机(RMG)作业过程中，吊具还有可能随着大车运动而运动。吊具在运动过程中，有可能与堆场内已有的集装箱发生碰撞，造成安全事故，引起财产损失，甚至是人身安全问题。因此，在吊具运动过程中，对其进行防碰撞检测是非常有必要的。
[0003]目前已有的吊具防碰撞方式是在小车横梁上安装3D激光(如2D激光+云台)。在吊具动作之前，控制3D激光的云台运动，从而扫描得到吊具运动路径的周围情况。之后，吊具根据3D激光的扫描结果进行防撞。此方案最终使用的是运动前的扫描数据，而不是实时数据，如果在扫描结束与运动之前，周围环境发生变化，其不能很好感知。
[0004]为此，本领域内的技术人员还在致力于寻找其他的吊具防撞解决方案。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术实施例中一方面提出了一种吊具单元防撞方法，另一方面提出了一种吊具单元防撞系统及起重机，用以较好地实现起重机作业过程中的吊具单元实时防撞控制。
[0006]本专利技术实施例中提出的一种吊具单元防撞方法，包括：在作业过程中，利用安装在吊具单元外周的多个激光雷达采集吊具单元周围的环境信息；根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，并在存在障碍物时，确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离；将所述横向距离反馈至一吊具单元控制系统，以使所述吊具单元控制系统根据所述横向距离对作业过程中的所述吊具单元进行防撞控制。
[0007]在一个实施方式中，所述多个激光雷达包括安装在吊具单元前后左右四个方向的四个激光雷达，且分别以每个激光雷达的发射点为原点建立对应的坐标系；所述环境信息包括：在吊具单元前后左右四个方向的激光雷达点云数据；所述根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，包括：针对所述四个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离，包括：针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。
[0008]在一个实施方式中，所述多个激光雷达包括安装在吊具前后两个方向或左右两个方向的两个激光雷达，且分别以每个激光雷达的发射点为原点建立对应的坐标系；所述环境信息包括：在吊具前后两个方向或左右两个方向的激光雷达点云数据；所述根据所述环
境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，包括：针对所述两个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离，包括：针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。
[0009]在一个实施方式中，所述吊具单元包括：吊具，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为0；或者，所述吊具单元包括：吊具和集装箱，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为：0+所述集装箱的高度值。
[0010]本专利技术实施例中提出的一种吊具单元防撞系统，包括：吊具单元；安装在吊具单元外周的多个激光雷达，用于在所述吊具单元的作业过程中，采集所述吊具单元周围的环境信息；障碍物确定单元，用于根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物；横向距离确定单元，用于在所述障碍物确定单元确定存在障碍物时，确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离；吊具控制系统，用于根据所述横向距离对作业过程中的所述吊具单元进行防撞控制。
[0011]在一个实施方式中，所述多个激光雷达包括安装在吊具单元前后左右四个方向的四个激光雷达；所述环境信息包括：在吊具单元前后左右四个方向的激光雷达点云数据；所述障碍物确定单元针对所述四个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述横向距离确定单元针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。
[0012]在一个实施方式中，所述多个激光雷达包括安装在吊具前后两个方向或左右两个方向的两个激光雷达；所述环境信息包括：在吊具前后两个方向或左右两个方向的激光雷达点云数据；所述障碍物确定单元针对所述两个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述横向距离确定单元针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。
[0013]在一个实施方式中，所述吊具单元包括：吊具，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为0；或者，所述吊具单元包括：吊具和集装箱，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为：0+所述集装箱的高度值。
[0014]本专利技术实施例中提出的一种起重机，包括：上述任一实施方式的吊具单元防撞系统。
[0015]在一个实施方式中，所述起重机为轮胎式龙门起重机或轨道式龙门起重机。
[0016]从上述方案中可以看出，本专利技术实施例中的技术方案由于将激光雷达引入到吊具单元作业过程中来探测吊具单元周围的环境信息，进而根据所述环境信息判断吊具单元周
围是否存在障碍物，并在存在障碍物时，确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离；进而可根据该横向距离对吊具单元进行防撞控制，实现了吊具单元的实时防撞。本专利技术实施例中的技术方案相较于现有的方式，其结构简单，价格低廉，且算法也简单。此外还可以利用激光雷达来探测上下集装箱的对准情况。
附图说明
[0017]下面将通过参照附图详细描述本专利技术的优选实施例，使本领域的普通技术人员更清楚本专利技术的上述及其它特征和优点，附图中：
[0018]图1为本专利技术实施例中吊具防撞方法的示例性流程图。
[0019]图2A和图2B为本专利技术一个例子中激光雷达的安装位置示意图。
[0020]图3A和图3B示出了一个例子中空吊具的情况下某个激光雷达22扫描环境信息的示意图。
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.吊具单元防撞方法，其特征在于，包括：在作业过程中，利用安装在吊具单元外周的多个激光雷达采集吊具单元周围的环境信息；根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，并在存在障碍物时，确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离；将所述横向距离反馈至一吊具单元控制系统，以使所述吊具单元控制系统根据所述横向距离对作业过程中的所述吊具单元进行防撞控制。2.根据权利要求1所述的吊具单元防撞方法，其特征在于，所述多个激光雷达包括安装在吊具单元前后左右四个方向的四个激光雷达，且分别以每个激光雷达的发射点为原点建立对应的坐标系；所述环境信息包括：在吊具单元前后左右四个方向的激光雷达点云数据；所述根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，包括：针对所述四个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离，包括：针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。3.根据权利要求1所述的吊具单元防撞方法，其特征在于，所述多个激光雷达包括安装在吊具前后两个方向或左右两个方向的两个激光雷达，且分别以每个激光雷达的发射点为原点建立对应的坐标系；所述环境信息包括：在吊具前后两个方向或左右两个方向的激光雷达点云数据；所述根据所述环境信息，确定所述吊具单元周围是否存在障碍物，包括：针对所述两个方向中的每个方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述激光雷达探测范围内最高点的Y坐标值；判断所述最高点的Y坐标值是否小于所述吊具单元的最低点的Y坐标值，如果是，则确定所述方向上存在障碍物；所述确定所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离，包括：针对存在障碍物的所述方向，根据所述方向的激光雷达点云数据，确定所述障碍物靠近所述激光雷达的边界点的X坐标值，将所述X坐标值作为所述障碍物与所述吊具单元之间的横向距离。4.根据权利要求1至3中任一项所述的吊具单元防撞方法，其特征在于，所述吊具单元包括：吊具，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为0；或者，所述吊具单元包括：吊具和集装箱，且所述吊具单元最低点的Y坐标值为：0+所述集装箱...

【专利技术属性】
技术研发人员：凌杰，肖自立，徐健，袁晓东，韩合伦，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：发明
国别省市：