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专利号: 202110297503X
申请人: 山东大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-04-09
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,包括:根据起重机运行速度划定实时路径规划动态范围窗口,获取窗口内障碍物的速度和位置信息,建立障碍物排斥力势场;

获取目的点位置,将起重机位置到目的点连线与窗口边界作为局部目的点,建立吸引力势场;

将排斥力场和吸引力场相加得到合势场,自起重机位置进行邻域搜索,得到受势场力最小的路径;

对所述路径做平滑处理,并将其作为参考轨迹输入模型预测控制器中,完成局部路径规划任务;

重复局部路径规划任务,直至目的点进入窗口;将目的点作为目标点,完成安全避障路径规划任务。

2.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,所述动态范围窗口的半径是与运行速度相关的函数d=f(v),参数d的测算基于实时速度的刹车距离。

3.根据权利要求2所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,对于不同速度测算对应的无摇摆刹车距离,采用线性规划的方式得到对应关系d=f(v)。

4.根据权利要求3所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,障碍物‑bP

的排斥力势场可以被表示为Uo=a·e ,其中,a为排斥力势场系数,b为障碍物势场影响范围系数;P为障碍物与桥式起重机之间的直线相对距离。

5.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,对于窗口内局部目的点(xt,yt),局部吸引力势场表示为 其中s为吸引力势场系数,x0表示起重机行进方向的位置,y0表示起重机侧向的位置。

6.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,提取受势场力最小路径的x,y两个方向的轨迹。

7.根据权利要求1所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法,其特征在于,取路径轨迹中最远点,将该点做轨迹平滑处理。

8.一种桥式起重机安全避障路径规划系统,其特征在于,包括:排斥力势场建立模块,被配置为:根据起重机运行速度划定实时路径规划动态范围窗口,获取窗口内障碍物的速度和位置信息,建立障碍物排斥力势场;

吸引力势场建立模块,被配置为:获取目的点位置,将起重机位置到目的点连线与窗口边界作为局部目的点,建立吸引力势场;

受势场力最小路径获取模块,被配置为:将排斥力场和吸引力场相加得到合势场,自起重机位置进行邻域搜索,得到受势场力最小的路径;

局部路径规划任务完成模块,被配置为:对所述路径做平滑处理,并将其作为参考轨迹输入模型预测控制器中,完成局部路径规划任务;

安全避障路径规划任务模块,被配置为:重复局部路径规划任务,直至目的点进入窗口;将目的点作为目标点,完成安全避障路径规划任务。

9.一种电子设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1‑7任一项所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法。

10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑7任一项所述的一种桥式起重机安全避障路径规划方法。