[发明专利]一种桥式起重机安全避障路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种桥式起重机安全避障路径规划方法，其特征在于，包括：

根据起重机运行速度划定实时路径规划动态范围窗口，获取窗口内障碍物的速度和位置信息，建立障碍物排斥力势场；所述动态范围窗口的半径是与运行速度相关的函数d＝f(v)，参数d的测算基于实时速度的刹车距离；

获取目的点位置，将起重机位置到目的点连线与窗口边界作为局部目的点，建立吸引力势场；对于窗口内局部目的点(x_t，y_t)，

局部吸引力势场表示为其中s为吸引力势场系数，x₀表示起重机行进方向的位置，y₀表示起重机侧向的位置；

将排斥力场和吸引力场相加得到合势场，自起重机位置进行邻域搜索，得到受势场力最小的路径；

对所述路径做平滑处理，并将其作为参考轨迹输入模型预测控制器中，完成局部路径规划任务；

重复局部路径规划任务，直至目的点进入窗口；将目的点作为目标点，完成安全避障路径规划任务。

2.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法，其特征在于，对于不同速度测算对应的无摇摆刹车距离，采用线性规划的方式得到对应关系d＝f(v)。

3.根据权利要求2所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法，其特征在于，障碍物的排斥力势场可以被表示为U_o＝a·e^-bP,

其中，a为排斥力势场系数，b为障碍物势场影响范围系数；P为障碍物与桥式起重机之间的直线相对距离。

4.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法，其特征在于，提取受势场力最小路径的x,y两个方向的轨迹。

5.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法，其特征在于，取路径轨迹中最远点，将该点做轨迹平滑处理。

6.一种桥式起重机安全避障路径规划系统，其特征在于，包括：

排斥力势场建立模块，被配置为：根据起重机运行速度划定实时路径规划动态范围窗口，获取窗口内障碍物的速度和位置信息，建立障碍物排斥力势场；所述动态范围窗口的半径是与运行速度相关的函数d＝f(v)，参数d的测算基于实时速度的刹车距离；

吸引力势场建立模块，被配置为：获取目的点位置，将起重机位置到目的点连线与窗口边界作为局部目的点，建立吸引力势场；对于窗口内局部目的点(x_t，y_t)，

局部吸引力势场表示为其中s为吸引力势场系数，x₀表示起重机行进方向的位置，y₀表示起重机侧向的位置；

受势场力最小路径获取模块，被配置为：将排斥力场和吸引力场相加得到合势场，自起重机位置进行邻域搜索，得到受势场力最小的路径；

局部路径规划任务完成模块，被配置为：对所述路径做平滑处理，并将其作为参考轨迹输入模型预测控制器中，完成局部路径规划任务；

安全避障路径规划任务模块，被配置为：重复局部路径规划任务，直至目的点进入窗口；将目的点作为目标点，完成安全避障路径规划任务。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5任一项所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法。

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5任一项所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法。