一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法技术

技术编号:43152079 阅读:17 留言:0更新日期:2024-10-29 17:52
本发明专利技术涉及一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,属于港口自动化技术领域,包括以下步骤:利用拉格朗日方程构建多绳岸桥吊载系统的动力学模型;通过梯形时间分配策略,对通过n+1个轨迹点的n段多项式曲线分配初始时间;基于Minimum jerk方法,规划符合时间分配的n条多项式曲线参数;若优化后的轨迹段与障碍物相交,通过添加轨迹点对多项式曲线进行再优化,生成无碰撞的安全轨迹。与现有技术相比,本发明专利技术能够动态地对轨迹进行分割与优化,这不仅适应了多绳岸桥系统的动态特性,还有效地避开了障碍物,确保在充满障碍物的环境中快速生成高效且安全的规划轨迹。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及港口自动化,尤其是涉及一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法。


技术介绍

1、在自动化港口操作中,使用岸桥进行集装箱的装卸作业是一项高频、高难度且高度机械化的任务。主要目标是将集装箱快速且准确地移至目标位置,并尽可能减少摆动。目前,实际应用的吊车系统多依赖人工操作,但这种方式效率低下,减摆效果不佳,误操作率高,安全性低,事故率高。因此,随着自动控制技术的发展,自动减摆控制成为国内外研究的焦点之一,也是智能化港口的关键技术之一。

2、然而,吊车系统的控制自由度低于其控制对象,是典型的欠驱动系统,且易受外界干扰如摩擦力、风力等的影响。吊车系统的状态间存在强烈的耦合和显著的非线性特点,增加了设计减摆控制方法的难度。当前,已有多种轨迹规划方法有效利用欠驱动系统的动力学耦合效应调整运动状态,成功减轻摆动。但是,快速、平滑的岸桥全局轨迹规划及避障技术,目前尚缺乏足够的研究和关注。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是为了提供一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,所述多绳岸桥吊载系统包括多个台车、主梁、钢丝绳、吊具和集装箱,其中,每一个台车均在主梁上进行水平方向的移动,并通过一根钢丝绳与吊具连接,通过吊具控制集装箱移动。

3.根据权利要求2所述的一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,所述步骤S1中,对多绳岸桥吊载系统做如下假设:

4.根据权利要求1所述的一种基于Minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方...

【技术特征摘要】

1.一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,所述多绳岸桥吊载系统包括多个台车、主梁、钢丝绳、吊具和集装箱,其中,每一个台车均在主梁上进行水平方向的移动,并通过一根钢丝绳与吊具连接,通过吊具控制集装箱移动。

3.根据权利要求2所述的一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,所述步骤s1中,对多绳岸桥吊载系统做如下假设:

4.根据权利要求1所述的一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,所述步骤s1具体为:基于拉格朗日方程构建多绳岸桥吊载系统的动力学模型,并将其表示为矩阵形式:

5.根据权利要求4所述的一种基于minimum jerk的岸桥全局轨迹规划方法,其特征在于,对于多绳岸桥吊载系统,θ1,θ2,θ3中,只有一个变量是独立的;为了建立它们之间的关系,假设θ2=g(l,θ1)和θ3=h(l,θ1),对其进行微分,得...

【专利技术属性】
技术研发人员:谢威张华鹏虞尧余甘张卫东杨子樱高睿江灏赵斌
申请(专利权)人:上海交通大学
类型:发明
国别省市:

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