[发明专利]一种基于矩形相交模型算法的天车作业路径计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于矩形相交模型算法的天车作业路径计算方法，属于库区智能物联网无人天车自动控制领域。

背景技术

目前，钢铁企业在厂内库区实施了天车无人化控制，是智能制造的重要组成部分。安全稳定是无人天车运行的最根本要求，但在生产厂的库区，由于钢卷入库、出库载体车辆多变及库区规划的变更，导致库区环境多变，如果不能按照库区实时环境合理给定无人天车作业移动路径，无人天车在自动运行过程中就有可能撞到库区设备而造成灾难性后果，更谈不上无人天车安全稳定运行。

发明内容

本发明目的是提供一种基于矩形相交模型算法的天车作业路径计算方法，能够在相对确定的库区环境下准确高效计算无人天车作业移动路径，以保证库区天车自动作业实时安全，解决背景技术存在的上述技术问题。

本发明的的技术方案是：

一种基于矩形相交模型算法的天车作业路径计算方法，包含如下步骤：在库区管理系统中将天车移动时需要避让的区域作为障碍物对象化，增加障碍物实时管理功能模块；当库区环境发生变化时及时将变化信息在数据库障碍物信息表中进行更新，把障碍物实时管理功能模块需要的障碍物属性（障碍物类型、障碍物四个顶点坐标）、天车当前位置、作业源地址坐标、作业目的地址坐标输入；所述障碍物实时管理功能模块直接输出天车作业路径。

所述的障碍物实时管理功能模块，在库区环境变化时实时更新系统障碍物信息，使得系统库区库貌信息与现场实际环境高度一致，天车作业路径计算输入参数更加全面。

所述的障碍物实时管理功能模块，根据作业计划实时读取库区障碍物信息，把障碍物库区分布信息数学模型化、天车作业方位信息数学模型化，天车作业路径计算避让点选取采用基于几何矩形相交条件数学模型来判断，使得天车作业路径计算过程严谨、准确。

所述障碍物实时管理功能模块，采用面向对象思维编程。

所述障碍物属性，包括障碍物类型、障碍物四个顶点坐标。

所述障碍物实时管理功能模块，引入了三个对象模型化概念，分别是障碍物库区分布模型、天车作业运动信息解析模型、矩形相交模型，包括如下步骤：

当库区有可移动设备进入或离开时，库区管理系统计算机会将可移动设备的具体信息传递给障碍物实时管理功能模块，该模块障碍物信息管理单元会及时将障碍物信息更新到数据库中，确保系统里库区障碍物信息与库区现场实际高度一致；

当库区管理系统计算机将天车即将要执行的作业计划传递给障碍物实时管理功能模块后，该功能模块天车作业运动信息解析模型根据天车当前位置（起点）与天车作业源地址坐标（终点），确定天车空载运动方位，并根据天车空载运动方位范围筛选空载需要避让的障碍物信息集合；

步骤（2）中天车空载运动信息与天车作业空载运动范围障碍物信息集合作为基于矩形相交模型天车空载作业路径计算的输入，首先对障碍物进行排序，然后依次判断障碍物矩形与天车空载运动轨迹矩形是否相交，如果相交则选取合适的空载避让点，然后将天车空载运动信息的起点变更为避让点，重复步骤（2）与（3），直到天车空载运动起点和终点之间没有任何障碍物，最终形成天车空载运动路径集合；

天车作业空载路径计算完成后，天车作业运动信息解析模型再根据天车作业源地址坐标（起点）与目的地址坐标（终点）确定天车重载运动方位，并根据重载运动方位范围筛选重载需要避让的障碍物集合；

步骤（4）中天车重载运动信息与天车作业重载运动范围障碍物信息集合作为基于矩形相交模型天车重载作业路径计算的输入，首先对障碍物进行排序，依次判断障碍物模型矩形与天车重载运动轨迹矩形是否相交，如果相交则选取合适的重载避让点，然后将天车重载运动信息的起点变更为避让点，重复步骤（4）与（5），直到天车重载运动起点和终点之间没有任何障碍物，最终形成天车重载运动路径集合；

步骤（3）与步骤（5）路径集合即是天车作业路径。

本发明的有益效果是：可以保证系统障碍物信息与库区现场高度一致，杜绝系统信息与现场环境不一致的情况，同时该方法实现算法简单易懂，计算效率高，可以很方便的复用和移植，只需将障碍物属性、天车当前位置、作业源地址坐标、作业目的地址坐标作为参数传给障碍物实时管理功能模块即可得到天车作业路径。

附图说明

附图1是本发明实施例障碍物模型示意图；

附图2是本发明实施例天车运行分类模型示意图；

附图3 是本发明实施例障碍物实时管理功能模块系统框图；