智能控制系統(tǒng)橋式起重機(jī)應(yīng)用數(shù)字化技術(shù),可對工廠車間環(huán)境進(jìn)行準(zhǔn)確的模型化描述,通過物理模型、傳感器更新等數(shù)據(jù),建立物理實(shí)體在虛擬空間中孿生映射,在虛實(shí)交融中實(shí)現(xiàn)車間的高效管理和作業(yè)的智能化。 實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字化的橋式起重機(jī)搬運(yùn)裝卸作業(yè)的智能控制系統(tǒng),主要研究內(nèi)容如下:
（1）智能起重裝卸控制系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)。綜合分析數(shù)字化孿生的橫向結(jié)構(gòu)和縱向結(jié)構(gòu)兩種框架,結(jié)合系統(tǒng)實(shí)際的應(yīng)用場景和功能需求,將系統(tǒng)劃分為物理實(shí)體層、多元感知層、建模分析與控制層和服務(wù)應(yīng)用層四個(gè)層級,完成系統(tǒng)的總體方案設(shè)計(jì)和開發(fā)環(huán)境的搭建。
（2）物理實(shí)體信息的多元感知設(shè)計(jì)。針對貨物信息的提取,開發(fā)無序目標(biāo)身份信息的視覺感知模塊;從成本和應(yīng)用場景等方面考慮,設(shè)計(jì)基于二維激光雷達(dá)的旋轉(zhuǎn)掃描模塊,實(shí)現(xiàn)對作業(yè)關(guān)鍵區(qū)域低成本、高精度的動態(tài)點(diǎn)云數(shù)據(jù)獲取;設(shè)計(jì)相應(yīng)的模塊完成對起重機(jī)的運(yùn)動參數(shù)、貨運(yùn)載具信息的感知。
（3）系統(tǒng)建模分析與控制層的功能實(shí)現(xiàn)。首先是在虛擬空間中建立物理實(shí)體的幾何模型,通過渲染增強(qiáng)真實(shí)感,實(shí)現(xiàn)基于視覺孿生;設(shè)計(jì)高效的點(diǎn)云分割和區(qū)域識別劃分算法,完成關(guān)鍵區(qū)域的動態(tài)建模,實(shí)現(xiàn)障礙物識別和裝載區(qū)域的識別、劃分、規(guī)劃;在虛實(shí)交融中完成起重機(jī)作業(yè)路徑的規(guī)劃,實(shí)現(xiàn)基于位置PID和速度PID的起重機(jī)精準(zhǔn)控制。
（4）服務(wù)應(yīng)用層的設(shè)計(jì)與系統(tǒng)測試。分析系統(tǒng)運(yùn)行的數(shù)據(jù),完成數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)庫表單的設(shè)計(jì);對系統(tǒng)功能進(jìn)行集成融合,設(shè)計(jì)開發(fā)了中控管理軟件;完成系統(tǒng)運(yùn)行流程的設(shè)計(jì)、系統(tǒng)測試和試運(yùn)行,驗(yàn)證了系統(tǒng)功能的可靠性和完整性。