【技术实现步骤摘要】
本申请属于起重机，涉及一种起重机决策规划方法及系统。
技术介绍
1、近年来，机器作业的无人化已成为工业界的研究热点。各类工业机器人及自动化机械为社会生产力带来了巨大提高。起重机能够在建筑和设施的建造和维护时在材料的运输过程中起到重要的作用。项目的效率与项目实施过程的安全性的关键在于起重机的稳定运行。
2、然而，现有的技术中，起重机吊装规划大多基于数学和机器人技术。现有技术专利号为cn202111472533.6，名称为“一种桥式起重机三维路径规划方法”的文件公开了一种桥式起重机三维路径规划方法，包括：对桥式起重机的工作环境信息通过信号采集处理单元进行采集与处理；将环境信息生成立体栅格地图，将障碍物和无障碍物栅格用不同颜色标识出；根据所述立体栅格地图，采用三维算法搜索出最优路径；采用插值法对生成的运行路径进行优化。该专利技术虽然具有节省时间和能量及提高桥式起重机工作效率等优点。
3、虽然现有技术规划了起重机行走路径，提高了效率，但是目前面对突发的障碍物缺少一种应急地执行作业工作的系统及方法。
技术实现思路
1、为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键／重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
2、为了解决相关技术中存在的问题，本公开实施例提供了起重机决策规划系统，用以解决现有技术中的受天气因素影响大而导致车位推荐精度不高的问题。
3、在一些实施例
4、采集作业区域的地图；
5、根据作业区域的地图，生成三维地图；
6、基于三维地图，通过考虑距离和转弯次数，规划全局进场路径；
7、建立起重机的动作坐标系；
8、通过动作坐标系的位姿来描述起重机的作业动作；
9、将三维地图和起重机的动作坐标系建立起对应的位置关系，将动作坐标系变换到三维地图中；
10、基于三维地图，计算起重机的全局作业动作；
11、执行全局进场路径和全局作业动作；
12、执行全局进场路径或者全局作业动作上实时检测障碍物，若检测到障碍物，规划并执行局部进场路径或者局部作业动作，其中，局部进场路径均用于绕过障碍物，从而继续全局进场路径；局部作业动作均用于绕过障碍物，从而继续全局作业动作。
13、优选的，通过动作坐标系的位姿来描述起重机的作业动作，包括：
14、以变幅角θ、横回转角σ和吊索长度r作为三个维度的变量，分别对应起重机的变幅、回转、升降这三种运动形式。
15、优选的，计算起重机的作业动作，包括：依据最优作业动作距离、最优时间和最优切换次数，计算起重机的多策略融合最优作业动作规划。
16、优选的，最优作业动作距离的代价函数为，被配置为
17、g(n)=g(n-1)+δg(n,n-1)，初始g(0)=0；
18、作业距离：δg(n,n-1)=(x(n)-x(n-1))^2+(y(n)-y(n-1))^2+(z(n)-z(n-1))^2；
19、h(n)=β*((x(n)-x(g))^2+(y(n)-y(g))^2+(z(n)-z(n-1))^2)；
20、n表示当前节点，f(n)为当前f的累加值，表示从起始点到目标点在经过当前点的情况下的预估代价，g(n)为当前g的累加值，表示当前节点与起始节点之间的移动代价，以变幅角θ、横回转角σ和吊索长度r作为三个维度的变量，分别对应起重机的变幅、回转、升降这三种运动形式；
21、每个维度的space空间与笛卡尔空间坐标转换如下公式：
22、上述g(n),h(n)公式中，对应的x,y,z,为每个维度节点对应的空间坐标；
23、h(n)为当前h的累加值，表示从当前点到目标点的预估代价；
24、计算每个栅格到目标栅格的直线距离，地图中一共有n个点，n为对应的栅格索引点,g为目标栅格索引点，x,y分别对应每个栅格点的横纵向坐标，计算每个栅格的启发函数值；
25、根据每个计算节点的实际代价和预估代价之和作为评价指标选择出最优的路径下个应该计算的节点，直至运算至终点，将所有的父节点连接起来，作为最优作业动作距离。
26、优选的，最优时间的计算包括：
27、时间最优作业规划的代价函数为，被配置为
28、
29、g(n)=g(n-1)+δg(n,n-1)
30、n表示当前节点，f(n)为当前f的累加值，f(n)表示从起始点到目标点在经过当前点的情况下的预估代价；
31、初始g(0)=0；作业距离：δg(n,n-1)=
32、g(n)为当前g的累加值，表示当前节点与起始节点之间的时间代价，为起始节点到达当前节点所需时间之和；由之前节点依次递推相加求得；
33、
34、其中、、分别表示进行作业时变幅角的变化、横摆角的变化、吊索长度的变化，、、分别表示起重机在变幅、横摆、拉升吊索时的运行速度；表示从节点n-1到节点n运行所消耗的时间；根据实际吊车运行情况，设置比例系数,,,分别为每个节点对应维度的单步间距值；
35、；
36、h(n)为当前h的累加值，表示从当前点到目标点的预估代价，由于无法判断出切换动作的次数，则使用目标点到终点的稳定运行时间表示；
37、将空间坐标转换为三个维度的栅格坐标，根据不同起重机三个维度，旋转、变幅、起落的单位时间运行消耗比例关系设置系数scal_a、scal_b、scal_c，计算每个栅格的启发函数。
38、优选的，最优切换次数的计算，包括：
39、切换次数最优作业规划的代价函数为，
40、
41、，初始；
42、δg(n,n-1)=(phi(n)-phi(n-1))+(sita(n)-sita(n-1))+(lr(n)-lr(n-1));
43、h(n)=β*(sign(phi(n)-phi(g))+sign(sita(n)-sita(g))+sign(lr(n)-lr(g)));
44、n表示当前节点，f(n)为当前f的累加值，表示从起始点到目标点在经过当前点的情况下的预估代价；
45、g(n)为当前g的累加值，表示当前节点与起始节点之间的移动代价，为起始节点到达当前节点时所需回转、变幅、起落对应的移动代价之和；
46、phi(n),sita(n),lr(n)为对应三个维度的栅格索引值，phi(g),sita(g),lr(g)为对应的三个维度的目标栅格索引值，为了确保解收敛，在代价函数计算中设置β<1的乘数；
47、作业切换次数：根据三个维度的栅格坐标，计算每个栅格的切换值，每个维度计算切换次数取本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种起重机决策规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过动作坐标系的位姿来描述起重机的作业动作，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算起重机的作业动作，包括：依据最优作业动作距离、最优时间和最优切换次数，计算起重机的多策略融合最优作业动作规划。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，最优作业动作距离计算，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，最优时间的计算包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，最优切换次数的计算，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：依据最优的起重机展臂收臂过渡策略，来计算起重机的多策略融合最优作业动作规划，其中，最优的起重机展臂收臂过渡策略为，计算每种作业场景的伸展度，不同的伸展度对起重机作业时间和磨损程度不同，根据计算的伸展度加权到作业切换次数与作业时间最优上。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，最优的起重机展臂收臂过渡策略计算，包括：
9.
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括：
11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，采集作业区域的地图为通过无人机倾斜摄影技术采集。
12.一种起重机决策规划系统，其特征在于，所述系统，包括：后台远端系统和起重机端系统；
...【技术特征摘要】
1.一种起重机决策规划方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过动作坐标系的位姿来描述起重机的作业动作，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，计算起重机的作业动作，包括：依据最优作业动作距离、最优时间和最优切换次数，计算起重机的多策略融合最优作业动作规划。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，最优作业动作距离计算，包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，最优时间的计算包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，最优切换次数的计算，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：依据最优的起重机展臂收臂过渡策...
【专利技术属性】
技术研发人员：周锐，曾漂洋，刘畅，曹东璞，
申请(专利权)人：深圳慧拓无限科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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