[发明专利]一种基于投影光自对准控制的起重机

说明书

本发明公开了一种基于投影光自对准控制的起重机，其技术方案要点是：驾驶舱旋转固定于立柱上，可绕立柱旋转，悬臂水平设置，与驾驶仓固定连接；吊索设置于悬臂上，相机承载盘位于立柱上，且环绕立柱设置，相机承载盘能够绕立柱转动，投影灯承载盘位于立柱上，且环绕立柱设置，投影灯承载盘能够绕立柱转动，投影灯承载盘位于相机承载盘之上；控制器，用于实施起重机的自对准方法。本申请涉及一种基于图像的起重机自对准控制系统及方法，该方法可应用于塔式起重机的自动定位、自动控制，通过图像视觉的方法对要搬运的货物进行自动定位，并根据定位的结果自动控制起重机将起重臂移至作业目标附近，大大减轻了人工操作起重机的工作量。

技术领域

本发明涉及起重机领域，特别涉及一种自动化的起重机。

背景技术

新一代信息技术的快速发展正在深刻影响并改变着传统制造业。2019年11 月交通运输部发布的《关于建设世界一流港口的指导意见》指出，2025 年我国部分沿海集装箱枢纽港初步形成全面感知、泛在互联、港车协同的智能化系统，2035 年集装箱枢纽港基本建成智能化系统。集装箱枢纽港关键起重设备的智能化技术水平将直接影响我国智慧港口等重大建设项目的顺利实施。包括智能化港口起重机在内的智能起重机的开发及其关键技术研究成为行业近年重点研究方向。

智能起重机是应用新一代信息科学与人工智能技术对起重机现有功能进行升级，使起重机具有智能感知、数据分析、优化决策、自适应控制、实时监控、自评估自诊断、信息共享和通用网络互联等能力的高性能起重机械，起重机自对准控制系统及方法作为起重机智能化研究的基础，将会在智能起重机的研究中发挥有效作用。我国在起重机自动化控制方面已经取得了一定的研究和应用成果。除了港口和核电外，一些具有自动化作业功能的起重机产品已经在仓储、钢铁、能源等行业得到应用。

然而，目前起重机大部分需要人工操作，费时费力，且对操作工人要求较高。特别是在操作不熟练时，吊索移动速度过快容易发生安全问题，移动速度过慢则影响操作效率。如何高效、快速将起重机的吊钩移动至指定位置，是亟待解决的问题。

发明内容

为解决如何高效、快速、安全、自动将起重机的吊钩移动至指定位置，提出一种基于投影光自对准控制的起重机，包括立柱、悬臂、驾驶舱、吊索、多个相机、相机承载盘、多个投影灯、投影灯承载盘和控制器。

其中驾驶舱旋转固定于立柱上，可绕立柱旋转，从而实现360°作业；悬臂水平设置，与驾驶舱固定连接，可随驾驶舱一起旋转；吊索设置于悬臂上，吊索能够在悬臂上直线移动；

相机承载盘位于立柱上，且环绕立柱设置，相机承载盘能够绕立柱转动，相机承载盘上设置有3个以上的相机，用于拍摄地面圆环标记；

投影灯承载盘位于立柱上，且环绕立柱设置，投影灯承载盘能够绕立柱转动，投影灯承载盘上设置有3个以上的投影灯，用于向地面投射圆环标记；

投影灯承载盘位于相机承载盘之上；

控制器，用于实施起重机的自对准方法，包括：

开启投影灯向货物周边分别投射不少于三个圆环标记；

控制相机承载盘旋转，将相机转动到对准多个圆环标记，控制至少三台相机同时拍摄，保证每个相机均能分别采集到不同的圆环标记；

将采集到的圆环标记图像输入预先训练好的神经网络识别模型中进行识别；

计算各圆环标记在世界坐标系中的三维坐标；

根据地面圆环标记估算地面作业目标的范围大小及坐标；

其中神经网络识别模型包括三个隐藏层和一个输出层，其中激励函数为：

其中为调节参量，。

相机与相机承载盘可转动连接。