[发明专利]一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统

权利要求书

1.一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：采集构建吊装系统模型以及钢筋笼吊装路径搜索空间所需的各项吊装数据；

步骤S2：吊装位姿点智能规划

基于步骤S1采集的各项吊装数据构建吊装系统模型，包括建立钢筋笼吊装位姿的搜索空间、建立钢筋笼吊装动作集以及建立钢筋笼受力变形方程；在吊装位姿的搜索空间内规划钢筋笼吊装的位姿点，并计算吊装位姿点对应的钢筋笼变形累计值，检测该变形累计值是否满足预设范围，保留满足预设范围要求的钢筋笼吊装位姿点作为安全吊装位姿点，并从钢筋笼吊装动作集为每一安全吊装位姿点选择动作，形成与安全吊装位姿点相对应的钢筋笼安全吊装动作集，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导；

步骤S2进一步包括：

S21、建立钢筋笼吊装的搜索空间，包括：

采用位形空间，即C空间来描述钢筋笼吊装过程中的位姿；C空间中每个坐标轴代表钢筋笼的自由度，C空间中每个位姿点对应钢筋笼在真实世界中的位姿状态，其中，钢筋笼位姿点及搜索空间范围在C空间表示为：

其中，(x_o,y_o,z_o)为钢筋笼中心点的坐标；θ_o为钢筋笼中心轴线与水平面的夹角；δ₀为钢筋笼绕中心轴线旋转角度，为钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；Bound为C空间内位姿点的搜索范围，即钢筋笼吊装的搜索空间；*_max、*_min分别表示*搜索范围的最大值和最小值，*为通配符，表示x_o、y_o、z_o、θ_o、δ₀、中的任一个；

然后，以钢筋笼吊装位姿点的C空间坐标作为规划对象，进行位姿点生长规划，直至钢筋笼位姿点到达目标位姿节点；

S22、建立钢筋笼吊装动作集U₁，起重机动作集U₂；

S23、建立钢筋笼受力变形方程，实现对不同吊装位姿下的钢筋笼吊点进行快速受力变形分析，具体的，钢筋笼快速受力变形方程表示为：

F_n＝f(G,C,K)

其中，F_n为吊点受力，G为钢筋笼自重，C为钢筋笼位姿点在C空间中的坐标，K为已知参数常数，ε_n为钢筋笼吊点处水平变形；f(*)表示F_n与G,C,K的映射关系，表示ε_n与F_n的映射关系；

S24、给定钢筋笼初始位姿点C₁、终止位姿点C_n，在Bound空间内采用基于快速扩展随机树的路径规划算法对钢筋笼吊装位姿点进行搜索，规划得到钢筋笼由初始状态变换到终止状态的一系列位姿点，同时在搜索位姿点的过程中，将每一个位姿点代入受力变形模型中，得到钢筋笼吊点处的水平变形，当水平变形累计值超出预设范围时，则舍弃位姿点，重新探索新的位姿点，直至得到符合水平变形要求的安全吊装位姿点集合，同时在钢筋笼吊装动作集U₁中选择对应的动作，记为：

其中，C_step为规划得到的安全吊装位姿点集合，U₁(i)为由C_i位姿点到达C_i+1位姿点选择的钢筋笼动作，i＝1,2,…,n-1，U_1,step为输出的钢筋笼安全吊装动作序列。

2.如权利要求1所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，还包括如下步骤：

步骤S3：根据钢筋笼安全吊装动作集中的动作逆向求解起重机位姿点以及位姿点对应的吊装动作，实现钢筋笼的安全吊装。

3.如权利要求2所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，步骤S3中，作为吊装预演，将规划出的起重机吊装动作上传，进行吊装动作规划结果的可视化显示。