一种基于GPS定位的堆取料机防碰撞方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110356862A(43)申请公布日2019.10.22(21)申请号201910470364.9(22)申请日2019.05.31(71)申请人燕山大学地址066004河北省秦皇岛市海港区河北大街438号申请人秦皇岛燕大滨沅科技发展有限公司(72)发明人张文明张烁李海滨陈贵林董建伟贾璐张建苏青(74)专利代理机构北京聿华联合知识产权代理有限公司11611代理人张文娟朱绘(51)Int.Cl.B65G65/28(2006.01)B65G43/00(2006.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种基于GPS定位的堆取料机防碰撞方法及系统(57)摘要本发明提供了一种基于GPS定位的堆取料机防碰撞方法及系统，该方法包括：根据获取的堆场和堆取料机单机的经纬度坐标信息分别对各堆取料机单机的大臂和配重进行轮廓建模，然后根据堆场和各单机的经纬度坐标信息计算选取的各防碰撞特征点的经纬度坐标信息，并计算各堆取料机单机之间的防碰撞目标距离，进而根据各堆取料机单机之间的防碰撞目标距离控制对应的堆取料机单机进行无碰撞作业。采用上述技术方案，克服了现有技术中防碰撞计算精确度过低的问题，同时解决了传统方法中计算过程繁琐，数据冗余量大的问题，不仅对单机的底盘、大臂和配重实现全方位防碰撞，且保障了防碰撞计算的高效性和精确性，相当程度上促进了无人化堆取料技术的发展。CN110356862ACN110356862A权利要求书1/2页1.一种基于GPS定位的堆取料机防碰撞方法，其特征在于，所述方法包括：步骤S1、利用GPS定位技术获取堆场和各堆取料机单机的经纬度坐标信息，并对各堆取料机单机的大臂和配重进行轮廓建模；步骤S2、根据堆场和各堆取料机单机的经纬度坐标信息确定选取的各个防碰撞特征点的经纬度坐标信息，并基于所述各个防碰撞特征点的经纬度坐标信息结合建模结果计算各堆取料机单机之间的防碰撞目标距离；步骤S3、根据各堆取料机单机之间的防碰撞目标距离控制对应的堆取料机单机进行无碰撞作业。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤S1中，利用GPS定位技术获取堆场和各堆取料机单机的经纬度坐标信息的过程包括：获取各堆场各轨道始发点的经纬度坐标；将堆取料机单机的大臂外端点设置为单机的头部，将堆取料机单机的配重外端点设置为单机的尾部，获取单机头部和尾部的经纬度坐标信息，并以此计算堆取料机单机的位置信息。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，按照如下规则选取各堆取料机单机的所述防碰撞特征点：在各堆取料机单机的头部与尾部之间，按照设定间距插入n-2个附加特征点；选取堆取料机单机的底盘中心作为堆取料机单机的底盘特征点；将堆取料机单机的头部、尾部、附加特征点和底盘特征点作为堆取料机单机的防碰撞特征点。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，确定各个防碰撞特征点的经纬度坐标信息，包括下述操作；步骤A1、根据获取的堆取料机单机头部和尾部的经纬度坐标计算各堆取料机单机的附加特征点的经纬度坐标；步骤A2、根据所述堆取料机单机头部和尾部的经纬度坐标及对应的堆场轨道起始点的经纬度坐标计算各堆取料机单机底盘特征点的位置信息。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在所述步骤A1中，计算各堆取料机单机附加特征点的经纬度坐标的过程包括：设定堆取料机单机头部D的经纬度坐标为(xh,yh)，尾部C的经纬度坐标为(xe,ye)，按照下式计算以头部为起点第i个附加特征点的经纬度坐标(xi,yi)：式中，1＜i＜，且i取正整数。6.如权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在所述步骤A2中，计算堆取料机单机的底盘特征点位置信息的过程包括：设定堆取料机单机的底盘中心为其回转中心H，按下式计算两种情况下堆取料机单机回转中心与对应轨道起始点的距离GH，作为单机底盘特征点的位置信息：2CN110356862A权利要求书2/2页其中，式中，XY为X点与Y点间的距离，点A、G和B为堆场的轨道起始点，H为堆取料机单机的回转中心，F点为堆取料机单机的头部D点与堆场轨道起始线AB的垂足，E为堆取料机单机的尾部C点与堆场轨道起始线AB的垂足，R为地球的平均半径。7.如权利要求1～6中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤S2中，基于所述经纬度坐标信息计算各堆取料机单机之间的目标距离的过程包括：C1、计算一台堆取料机单机回转中心与对应轨道起始点距离GH与另一台堆取料机单机回转中心与对应轨道起始点距离GH的差值作为两台堆取料机单机之间的第一目标距离a；C2、计算一台堆取料机单机头部、尾部和附加特征点与另一台堆取料机单机头部、尾部和附加特征点之间的最小距离作为第二目标距离p。8.如权利要