本發(fā)明屬于抓鋼決策，涉及一種廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法。
背景技術(shù)：
1、隨著工業(yè)化進(jìn)程、城市化建設(shè)力度不斷加大，對(duì)鋼材需求量也不斷擴(kuò)大。廢鋼料場(chǎng)作為鋼材處理下游重要基地，內(nèi)部作業(yè)負(fù)擔(dān)也不斷加重。目前鋼鐵產(chǎn)業(yè)智能化程度不斷加深，廢鋼料場(chǎng)也逐步向智能化方向發(fā)展，無(wú)人作業(yè)環(huán)境成為新方向。廢鋼料場(chǎng)無(wú)人化處理可以提高作業(yè)效率、降低勞動(dòng)成本，并減少人員操作的安全風(fēng)險(xiǎn)。在廢鋼處理領(lǐng)域，無(wú)人抓鋼機(jī)已經(jīng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用。無(wú)人抓鋼機(jī)自主作業(yè)的核心在于自動(dòng)選取廢鋼的抓取點(diǎn)和放置點(diǎn)。
2、廢鋼料場(chǎng)的運(yùn)行效率大量依賴于抓鋼機(jī)抓取放置作業(yè)。散料通常呈現(xiàn)不規(guī)則堆積，具有體積大、形態(tài)復(fù)雜的特點(diǎn)，抓鋼機(jī)在進(jìn)行抓取作業(yè)時(shí)，關(guān)鍵在于尋找到料堆中相對(duì)凸起的可抓取范圍內(nèi)的點(diǎn)位；在進(jìn)行放置作業(yè)時(shí)，關(guān)鍵在于尋找到卡車(chē)車(chē)廂中安全位置進(jìn)行放置，確保廢料不會(huì)外泄和坍塌，造成安全隱患。
3、目前人工操作抓鋼機(jī)在進(jìn)行連續(xù)高強(qiáng)度散料裝卸貨作業(yè)時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)以下多種問(wèn)題：
4、(1)效率問(wèn)題：人工操作抓鋼機(jī)過(guò)度依賴經(jīng)驗(yàn)，作業(yè)過(guò)程自由度較大，難以確保每次都能高效選擇點(diǎn)位作業(yè)；
5、(2)安全問(wèn)題：操作人員面對(duì)的安全風(fēng)險(xiǎn)較大，操作抓鋼機(jī)處理廢鋼可能存在廢鋼墜落等安全風(fēng)險(xiǎn)，因操作員疲勞或技能不一致而影響作業(yè)的穩(wěn)定性和安全性；
6、(3)成本問(wèn)題：過(guò)度依賴人工操作帶來(lái)高昂的勞動(dòng)力成本。長(zhǎng)時(shí)間的體力勞動(dòng)不僅增加了人員負(fù)擔(dān)，還影響了整體的成本效益。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法。
2、為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
3、一種廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，包括：
4、s1：抓取點(diǎn)選?。壕C合考慮單斗抓取率和單次抓取移動(dòng)時(shí)間，對(duì)抓取點(diǎn)進(jìn)行選取，具體包括：引入抓取窗口、質(zhì)量分布值，對(duì)散料的三維特征分布進(jìn)行分析，計(jì)算單斗抓取率；計(jì)算抓取時(shí)抓鋼機(jī)移動(dòng)時(shí)間；綜合考慮單斗抓取率和單次抓取移動(dòng)時(shí)間，進(jìn)行雙目標(biāo)優(yōu)化，選取加權(quán)得分最高的點(diǎn)為抓取點(diǎn)；
5、s2：放置點(diǎn)選?。壕C合考慮人工作業(yè)經(jīng)驗(yàn)和安全作業(yè)規(guī)則需求對(duì)放置點(diǎn)進(jìn)行選取，包括以下兩種選取模式：
6、模式一：針對(duì)人工經(jīng)驗(yàn)，考慮放置時(shí)從卡車(chē)車(chē)廂后部向前，進(jìn)行放置點(diǎn)選取；
7、模式二：針對(duì)安全作業(yè)規(guī)則需求，考慮廢鋼料場(chǎng)內(nèi)硬件設(shè)備缺陷，從前向后判斷是否存在料堆遮擋感知情況，進(jìn)行放置點(diǎn)選取。
8、進(jìn)一步，所述抓取點(diǎn)選取步驟如下：
9、a1：獲取散料三維數(shù)據(jù)；
10、a2：根據(jù)可抓取范圍篩選出可抓取料堆網(wǎng)格數(shù)據(jù)；
11、a3：按照抓鋼機(jī)抓斗張開(kāi)區(qū)域設(shè)置抓取窗口大小，對(duì)抓取窗口內(nèi)的散料質(zhì)量分布特征值進(jìn)行計(jì)算；
12、a4：通過(guò)滑動(dòng)步長(zhǎng)對(duì)抓取窗口按照規(guī)律滑動(dòng)，計(jì)算整個(gè)散料區(qū)域的散料質(zhì)量分布特征值；
13、a5：計(jì)算抓取點(diǎn)到放置點(diǎn)的移動(dòng)時(shí)間；
14、a6：根據(jù)整個(gè)散料區(qū)域的散料質(zhì)量分布特征值和抓取點(diǎn)到放置點(diǎn)的移動(dòng)時(shí)間進(jìn)行雙目標(biāo)優(yōu)化，計(jì)算加權(quán)和，輸出得分值最大的抓取點(diǎn)。
15、進(jìn)一步，步驟a2-a4具體操作如下：
16、計(jì)算料堆網(wǎng)格到抓鋼機(jī)的距離，若在抓鋼機(jī)最大最小作業(yè)范圍外，則剔除料堆該網(wǎng)格數(shù)據(jù)，從而對(duì)料堆網(wǎng)格數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選；
17、將篩選出的料堆網(wǎng)格數(shù)據(jù)填充到高度向量中；
18、以抓鋼機(jī)抓斗大小生成抓取窗口，固定滑動(dòng)步長(zhǎng)，自高度矩陣左下角開(kāi)始，自左向右自下而上滑動(dòng)，找到值最大的抓取窗口信息，即為最優(yōu)抓取窗口信息。
19、進(jìn)一步，所述放置點(diǎn)選取步驟如下：
20、b1：獲取料堆實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、卡車(chē)位置信息、抓鋼機(jī)信息并初始化；
21、b2：根據(jù)一定滑動(dòng)步長(zhǎng)計(jì)算出車(chē)斗中軸線上的點(diǎn)；
22、b3：根據(jù)抓鋼機(jī)的最大最小作業(yè)范圍，更新可放置點(diǎn)位信息；
23、b4：判斷卡車(chē)是否裝滿，如果裝滿則停止計(jì)算，否則根據(jù)需要選擇放置點(diǎn)生成模式，包括模式一和模式二；
24、模式一是從后向前計(jì)算放置窗口內(nèi)網(wǎng)格平均高度，判斷是否超過(guò)閾值，如果超過(guò)則往前滑動(dòng)繼續(xù)計(jì)算，否則輸出該點(diǎn)位為放置點(diǎn)；
25、模式二是從車(chē)廂前往后查看放置窗口內(nèi)料堆是否超出車(chē)廂高度閾值，如果超過(guò)則認(rèn)為會(huì)遮擋后面的數(shù)據(jù)，選擇該點(diǎn)位前一個(gè)點(diǎn)位為放置點(diǎn)。
26、進(jìn)一步，在抓取點(diǎn)和放置點(diǎn)選取過(guò)程中，在獲取到網(wǎng)格數(shù)據(jù)后，都首先判斷數(shù)據(jù)來(lái)源是否正確，檢查是否有異常值，若數(shù)據(jù)來(lái)源不正確，或有異常值，則結(jié)束流程，優(yōu)先處理錯(cuò)誤。
27、本發(fā)明的有益效果在于：
28、獨(dú)立性。本技術(shù)無(wú)需人工干預(yù)，根據(jù)輸入的數(shù)據(jù)可以自行生成合適的抓取點(diǎn)和放置點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)無(wú)人抓鋼機(jī)的獨(dú)立連續(xù)作業(yè)。
29、高效性。本技術(shù)經(jīng)過(guò)測(cè)試驗(yàn)證了抓取點(diǎn)位和放置點(diǎn)位的正確性和有效性，可以提高無(wú)人抓鋼機(jī)自主作業(yè)的效率，降低人工成本。
30、安全性。本技術(shù)在使用過(guò)程中可以實(shí)現(xiàn)廢鋼料場(chǎng)的無(wú)人化，降低人工作業(yè)存在的安全隱患。
31、本發(fā)明的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征在某種程度上將在隨后的說(shuō)明書(shū)中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上，基于對(duì)下文的考察研究對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見(jiàn)的，或者可以從本發(fā)明的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過(guò)下面的說(shuō)明書(shū)來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。
1.一種廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，其特征在于：包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，其特征在于：所述抓取點(diǎn)選取步驟如下：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，其特征在于：步驟a2-a4具體操作如下：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，其特征在于：所述放置點(diǎn)選取步驟如下：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法，其特征在于：在抓取點(diǎn)和放置點(diǎn)選取過(guò)程中，在獲取到網(wǎng)格數(shù)據(jù)后，都首先判斷數(shù)據(jù)來(lái)源是否正確，檢查是否有異常值，若數(shù)據(jù)來(lái)源不正確，或有異常值，則結(jié)束流程，優(yōu)先處理錯(cuò)誤。
6.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括存儲(chǔ)器和處理器；
7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述存儲(chǔ)介質(zhì)上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，當(dāng)所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)，實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法。
8.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，其特征在于：包括計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的廢鋼料場(chǎng)散料場(chǎng)景抓鋼機(jī)智能決策方法。