一种天车冲突检测及智能避让方法
【技术领域】
[0001]本发明属于天车控制技术领域，具体涉及一种天车冲突检测及智能避让方法。
【背景技术】
[0002]炼钢现场各个跨区、库房各个区域大都是多台天车运行在同一轨道上，而处于同一轨道上的天车是无法相互跨越的，相邻两台天车甚至多台天车存在职能、作业区域重叠现象。各现场天车的作业，都是由处于地面上的天车指挥人员(指车工)通过对讲机指挥天车操作工完成天车作业任务。不同天车有不同的指挥人员指挥作业，由于天车轨道较长、地面指挥人员视野狭窄以及各指挥人员之间沟通不畅等因素的存在，在多台天车同时执行任务过程中，一台天车等待另一台天车，甚至是倒车的情形时有发生，这不仅严重影响了正常的作业生产，而且存在很大的安全隐患问题。
[0003]现阶段的天车作业都是由操作工控制的，无人天车、天车智能化运行是工业生产发展的必然趋势，而天车智能避让是无人天车、智能化天车运行中的关键技术之一，目前，无论在制造业还是在学术界对该方面的研究都是及其稀少。
【发明内容】
[0004]为克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种提高企业生产效率，降低天车运行安全隐患、实现天车智能化运行的天车冲突检测及智能避让方法。
[0005]为实现上述目的，本发明采用以下技术方案:一种天车冲突检测及智能避让方法，该方法具体包括以下步骤:
[0006]步骤一、天车A接收到任务指令后，检测是否存在同轨天车；
[0007]步骤二、若步骤一中不存在同轨天车，则可直接执行任务;若存在同轨天车B，则判断同轨天车B的状态信息及任务信息；
[0008]步骤三、检测天车A、B的任务计划时间、任务状态、任务执行区间信息，通过冲突检测机制，判断两天车是否存在冲突，所述冲突检测机制包括:
[0009]①判断两天车各自的作业区域是否有重叠部分，记录重叠区域的坐标[Q1，Q2];
[0010]②根据两天车当前位置Xa、Xb、两车状态、任务执行程度、天车运行速度Va、Vb信息，计算两台天车开始进入重叠区域的时间tl，t2，通过比较tl、t2大小判断两台天车进入重叠区域的先后顺序；
[0011]③假设以A天车先进入重叠区域，计算天车A从进入重叠区域开始直至任务执行后返回并离开重叠区域的总时间T;
[0012]④计算天车B依照原速度进行，在tl+T时间内是否能够进入重叠区域，若不能进入重叠区域，则冲突检测结果为“不冲突”；若已经进入重叠区域，则冲突检测结果为“冲突”，进入天车执行避让机制；
[0013]步骤四、通过冲突检测结果表示两天车任务为“冲突”，A天车首先进入重叠区域，具有较高的优先级，天车B需采取等待执行策略；
[0014]步骤五、天车B在进入重叠区域前的安全距离外停下，转为中断等待状态；
[0015]步骤六、天车A在目标位置执行完起放吊后，进入到任务的第三阶段开始返回，此时，天车B任务开始第二阶段的执行，进入重叠区域;此时，天车A与天车B为同向行驶；
[0016]步骤七、天车B执行任务，直至完成任务。
[0017]本发明所采用的技术方案具有以下有益效果:本发明提供了一种天车运行过程中与同轨的其他天车出现区域重叠时的处理方式，大大提高了企业生产效率，降低了天车运行安全隐患，可广泛适用于各种库房、炼钢现场中与天车智能化控制、无人天车自主运行相结合的天车控制系统。
【附图说明】
[0018]图1为本发明的天车任务阶段划分图；
[0019]图2为本发明的任务状态转换关系图；
[0020]图3为本发明的天车冲突检测与避让流程图。
【具体实施方式】
[0021]下面结合附图并通过【具体实施方式】来进一步说明本发明的技术方案。
[0022]如图1所示，一个天车任务的执行具体划分为三个阶段，第一阶段为独立运行阶段，该阶段天车依据原计划、原速度执行任务;第二阶段为冲突执行阶段，该阶段优先级高的任务按照原计划、原速度执行，而优先级低的任务需要在进入该阶段前暂停执行，转为等待执行状态;第三阶段为返回阶段，该阶段两个任务同时执行，优先级高的任务开始进入该阶段时，低优先级任务由等待状态转为执行状态的触发。
[0023]如图2所示，一个天车任务执行过程中的各种状态之间的转换关系，只有在发生任务区域重叠冲突时，低优先级的任务才会进入“等待执行”状态。
[0024]如图3所示，是天车冲突检测和避让流程，为实现同轨天车冲突检测机制以及无人天车智能避让机制，需要通过以下步骤实现:
[0025]1)天车接收到新的任务指令后，应首先检查是否存在冲突的可能性，具体检测过程为:
[0026]a.检测同轨天车；
[0027]b.检测重叠区域；
[0028]c.计算重叠范围；
[0029]d.确定任务优先关系；
[0030]e.计算每个任务各阶段执行时间、区域；
[0031]2)根据冲突检测结果以及两台天车任务的性质确定天车避让措施；
[0032]3)依据确定的避让方案，两台天车有序执行任务:
[0033]a.优先级高的任务继续执行任务，任务状态由“阶段1”转换为“阶段2” ；
[0034]b.优先级低的任务进入重叠区域前，将任务状态由“阶段1”转换为“等待执行”，开始等待;
[0035]c.高优先级任务完成“阶段2”的起放吊任务后，状态转换为“阶段3” ；
[0036]d.低优先级任务接收到高优先级任务状态转换信息，触发自身任务状态转化为“阶段2”，执行任务；
[0037]4)两台天车各自完成剩余阶段的任务，直至完成。
[0038]以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
【主权项】
1.一种天车冲突检测及智能避让方法，其特征在于:该方法具体包括以下步骤: 步骤一、天车A接收到任务指令后，检测是否存在同轨天车； 步骤二、若步骤一中不存在同轨天车，则可直接执行任务;若存在同轨天车B，则判断同轨天车B的状态信息及任务信息； 步骤三、检测天车A、B的任务计划时间、任务状态、任务执行区间信息，通过冲突检测机制，判断两天车是否存在冲突，所述冲突检测机制包括: ①判断两天车各自的作业区域是否有重叠部分，记录重叠区域的坐标[Q1，Q2]; ②根据两天车当前位置Xa、Xb、两车状态、任务执行程度、天车运行速度Va、Vb信息，计算两台天车开始进入重叠区域的时间tl，t2，通过比较tl、t2大小判断两台天车进入重叠区域的先后顺序； ③假设以A天车先进入重叠区域，计算天车A从进入重叠区域开始直至任务执行后返回并离开重叠区域的总时间T; ④计算天车B依照原速度进行，在tl+T时间内是否能够进入重叠区域，若不能进入重叠区域，则冲突检测结果为“不冲突”；若已经进入重叠区域，则冲突检测结果为“冲突”，进入天车执行避让机制； 步骤四、通过冲突检测结果表示两天车任务为“冲突”，A天车首先进入重叠区域，具有较高的优先级，天车B需采取等待执行策略； 步骤五、天车B在进入重叠区域前的安全距离外停下，转为中断等待状态； 步骤六、天车A在目标位置执行完起放吊后，进入到任务的第三阶段开始返回，此时，天车B任务开始第二阶段的执行，进入重叠区域;此时，天车A与天车B为同向行驶； 步骤七、天车B执行任务，直至完成任务。
【专利摘要】本发明公开了一种天车冲突检测及智能避让方法，该方法具体包括以下步骤：步骤一、检测是否存在同轨天车；步骤二、若存在同轨天车，则判断同轨天车的状态信息及任务信息；步骤三、通过冲突检测机制，判断两天车是否存在冲突；步骤四、A天车首先进入重叠区域，具有较高的优先级，天车B需采取等待执行策略；步骤五、天车B在进入重叠区域前的安全距离外停下，转为中断等待状态；步骤六、天车A在目标位置执行完起放吊后，开始返回；步骤七、天车B执行任务，直至完成任务。本发明提高了企业生产效率，降低了天车运行安全隐患，可广泛适用于各种库房、炼钢现场中与天车智能化控制、无人天车自主运行相结合的天车控制系统。
【IPC分类】G06Q10/06, G06Q50/04
【公开号】CN105447619
【申请号】CN201510756836
【发明人】陈勇波, 马天雨, 宁利, 李国明
【申请人】湖南千盟物联信息技术有限公司
【公开日】2016年3月30日
【申请日】2015年11月10日