[发明专利]一种智能无人行车控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种智能无人行车控制系统和方法，系统包括控制器，上位机对控制器下发指令，控制器与三维激光雷达、激光测距仪、同轴多圈旋转编码器、三维激光扫描仪、电动机连接，使得大车和小车分别基于大车格雷母线和小车格雷母线运动。本发明从大小车精确定位、吊具起升精确定位、行走防摇控制进行优化和控制，整体实用、新颖、易于实施、可靠性高；有效解决型材、棒材或盘圆等成品的无人化吊装、堆垛堆放等作业问题。

技术领域

本申请涉及钢铁厂型材、棒材或盘圆吊装、码堆无人驾驶行车领域，具体是一种智能无人行车控制系统和方法。

背景技术

智能起重机就是把一些智能技术应用于起重机，使起重机具有自动识别周围环境能力，模拟人的操作，自动起吊运送物料。它是一种“起重机器人”，是人工智能技术与基础自动化及无线通讯等技术结合并在起重机上应用的产物。使其具有起重操作工的眼睛和大脑，能自动完成运输物料任务，是智能起重机需要研究的内容和方向。

现有技术中，对于行车的控制往往只是单方面的进行，难以全方位的考虑位置关系，并进行有效的精确控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提出一种智能无人行车控制系统和方法，解决无人驾驶行车系统如何精确控制行车执行型材、棒材或盘圆码吊装、码堆作业，并在行走过程中消除吊具惯性摆动的问题。

本发明的技术方案具体如下：

一种智能无人行车控制系统，包括控制器，上位机对控制器下发指令，控制器与三维激光雷达、激光测距仪、同轴多圈旋转编码器、三维激光扫描仪、电动机连接，使得大车和小车分别基于大车格雷母线和小车格雷母线运动，对行车进行如下控制：

根据采集的传感数据，计算得出行车大车方向、小车方向、起升高度绝对位置信息，同轴多圈旋转编码器设于起升滚筒处，复核上述传感器得出的距离信息，校正偏差或视为故障传送至控制器；

控制吊具行走模式如下：

不同状态下，采用不同的行走速度曲线，从起点至终点分为加速区、匀速区、分段减速区；

行车从静止到最大行走速度采用快速提速模式，加速区约占总行程的10%；达到最大行走速度后行车匀速行走，匀速区约占总行程的60%；逼近目标点时行车开始分段减速，首先大幅减速至最大行走速度的30%，然后根据剩余行程同比例减慢行走速度，最终实现到达目标点时，趋于静止状态。

进一步地，控制器还精确定位吊具高度，光测距仪设于小车正下方，反光板设于吊具平面，控制器根据反馈信息，计算激光返回时间来得出吊具起升高度，通过旋转滚筒上的旋转编码器，复核比对位置信息，将检测位置信号传送至控制器进行处理。

进一步地，系统还包括陀螺仪，控制器通过陀螺仪测量吊具摆动幅度，根据所测幅度时间双闭环控制，外环为位置环，内环为摆幅环。

进一步地，控制器根据位置信息、摆幅信息计算剩余行程，根据上述信息，通过变频器对电动机进行控制，变频器接收电动机的旋转编码器的反馈。

本发明还涉及的智能无人行车控制方法，包括如下过程：

根据采集的传感数据，计算得出行车大车方向、小车方向、起升高度绝对位置信息，同轴多圈旋转编码器设于起升滚筒处，复核上述传感器得出的距离信息，校正偏差或视为故障传送至控制器；

控制吊具行走模式如下：

不同状态下，采用不同的行走速度曲线，从起点至终点分为加速区、匀速区、分段减速区；

行车从静止到最大行走速度采用快速提速模式，加速区约占总行程的10%；达到最大行走速度后行车匀速行走，匀速区约占总行程的60%；逼近目标点时行车开始分段减速，首先大幅减速至最大行走速度的30%，然后根据剩余行程同比例减慢行走速度，最终实现到达目标点时，趋于静止状态。