一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，包括：获取并确定依次并列的第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线；获取第一投影线段，获取第二投影线段，获取第三投影线段；判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，第二复杂港口机械发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠合。本发明还公开了一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护装置。本发明能有效防止不直接相邻的复杂港口机械之间的干扰或碰撞。
【专利说明】一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及复杂港口机械保护领域，特别涉及一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法及装置。
【背景技术】
[0002]港口机械通常安装在固定的轨道上，配有大车可沿轨道作直线运动，由位置编码器记录在轨道上的位置。多数的复杂港口机械当大车位置固定时，还有大臂、靴部等复杂转动部件，可实现原地360度全向旋转，如燃煤电厂常用的链斗式卸船机。港口通常配置多台机械，多采用限位开关或雷达测距仪检测大车位置，防止相邻复杂港口机械碰撞。
[0003]对于相邻的复杂港口机械，除大车保护外，可通过计算位置编码器的数据，在限定大臂回转角度下，规定适当的安全距离，来防止大臂和靴部的碰撞。
[0004]对于港口轨道上有三台以上依次并列相邻的复杂港口机械时，由于复杂港口机械通常拥有较长的大臂，不直接相邻的两台复杂港口机械可越过其中间的复杂港口机械，而发生互相干扰或碰撞的可能。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种能充分利用了港口空间，实现了全方位的位置保护，能有效防止不直接相邻的复杂港口机械之间的干扰或碰撞，简明容易实施的基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法及装置。
[0006]根据本发明的一个方面，提供了一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，包括以下步骤:
[0007](I)获取并确定依次并列的第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线；
[0008](2)获取第一复杂港口机械二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第一投影线段，获取第二复杂港口机械二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第二投影线段，获取第三复杂港口机械二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第三投影线段；
[0009](3)判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，第二复杂港口机械发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠
口 ο
[0010]在一些实施方式中，步骤(I)可以包括:
[0011]a、获取第一、第二和第三复杂港口机械可移动部件各维度的位置；
[0012]b、获取第一、第二和第三复杂港口机械各部件的尺寸数据；
[0013]C、获取第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影；
[0014]d、确定第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线。
[0015]在一些实施方式中，还可以包括以下步骤:[0016](4)计算第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的距离，计算第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的距离；
[0017](5)确定第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一最小距离，确定第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二最小距离；
[0018](6)判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第一和第二复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报；
[0019]判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第二和第三复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报。
[0020]在一些实施方式中，步骤(5)中的安全值可以包括最小安全值和最小报警值，当第一最小距离小于最小报警值时，第一和第二复杂港口机械之间减速运行并相互发出减速运行警报，当第一最小距离小于最小安全值时，第一和第二复杂港口机械之间停止运行并相互发出停止运行警报；
[0021]当第二最小距离小于最小报警值时，第二和第三复杂港口机械之间减速运行并相互发出减速运行警报，当第二最小距离小于最小安全值时，第二和第三复杂港口机械之间减速运行并相互发出停止运行警报。
[0022]本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，利用处于中间的第二复杂港口机械完成互相位置的判断，
[0023]当检测第一复杂港口机械沿港口轨道方向的第一投影线段与第二复杂港口机械沿港口轨道方向的第二投影线段有叠合时，即第一复杂港口机械入侵了第二复杂港口机械的空间，则对第二复杂港口机械进行减速运行或停机，禁止第三复杂港口机械沿港口轨道方向的第三投影线段与第二投影线段有叠合。当检测到第三投影线段与第二投影线段有叠合时，则对第一复杂港口机械进行减速运行或停机，禁止第一复杂港口机械沿港口轨道方向的第一投影线段与第二投影线段有叠合。有效地防止不直接相邻的复杂港口机械之间的干扰或碰撞，不仅充分利用了港口空间，实现了全方位的位置保护，且简明容易实施。
[0024]根据本发明的另一个方面，提供了一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护装置，包括第一、第二和第三位置数据采集单元、第一、第二和第三信息交换单元和第一、第二和第三控制单元，其中:
[0025]第一位置数据采集单元，用于采集第一复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第一控制单元和第一信息交换单元；
[0026]第一信息交换单元，用于接收第一位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第二控制单元；
[0027]第一控制单元，用于接收第一位置数据采集单元输出的位置数据和第二信息交换单元输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第一复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报；
[0028]第二位置数据采集单元，用于采集第二复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第二控制单元和第二信息交换单元；
[0029]第二信息交换单元，用于接收第二位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第一控制单元和第三控制单元；
[0030]第二控制单元，用于接收第二位置数据采集单元输出的位置数据、第一信息交换单元输出的第一复杂港口机械的位置数据和第三信息交换单元输出的第三复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第一复杂港口机械发出相应的警报，计算相邻的第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第三复杂港口机械发出相应的警报，计算并判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠合；
[0031]第三位置数据采集单元，用于采集第三复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第三控制单元和第三信息交换单元；
[0032]第三信息交换单元，用于接收第三位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第二控制单元；
[0033]第三控制单元，用于接收第三位置数据采集单元输出的位置数据和第二信息交换单元输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第二、第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第三复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报。
[0034]在一些实施方式中，第一控制单元和第二控制单元通讯连接，当第一控制单元和第二控制单元检测到第一控制单元和第二控制单元通讯连接断开时，第一控制单元向第一复杂港口机械发出停止运行保护命令，第二控制单元向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令；
[0035]第二控制单元和第三控制单元通讯连接，当第二控制单元和第三控制单元检测到第二控制单元和第三控制单元通讯连接断开时，第二控制单元向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令，第三控制单元向第三复杂港口机械发出停止运行保护命令。
【专利附图】
【附图说明】
[0036]图1示意性显示了本发明一种实施方式中第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影示意图。
[0037]图2为图1所示第一、第二和第三复杂港口机械垂直于港口轨道方向的投影线段的示意图。
[0038]图3为图1所示抓斗式卸船机的结构示意图。
[0039]图4为图1所示链斗式卸船机的结构示意图。
[0040]图5为图3所示抓斗式卸船机处于大臂未抬起状态时与图4所示链斗式卸船机应用于本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法的二维投影图。
[0041 ] 图6为图3所示抓斗式卸船机处于大臂抬起状态时与图4所示链斗式卸船机应用于本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法的二维投影图。[0042]图7为本发明一种基于投影边界的复杂港口机械的位置保护装置的结构原理图。
[0043]其中:A_链斗式卸船机；B_抓斗式卸船机；C_链斗式卸船机；D_港口轨道；a-第一投影线段；b_第二投影线段；c-第三投影线段;A01-大车;A02-大回转臂；A03-小回转臂；B01-大车；B02-抓斗；B03-大臂；C01_大车；C02_抓斗；C03_大臂；1_第一位置数据采集单元；2_第一信息交换单元；3_第一控制单元；4_第二位置数据采集单元；5_第二信息交换单元；6_第二控制单元；7-第三位置数据采集单元；8_第三信息交换单元；9_第三控制单元。
【具体实施方式】
[0044]下面结合附图对本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法和装置作进一步详细的说明。
[0045]本发明的一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法可以应用于三台依次排列的复杂港口机械的位置保护。
[0046]如图1所示，本实施例中，以依次排列的链斗式卸船机A、抓斗式卸船机B和链斗式卸船机C为例。
[0047]本发明的一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法包括以下步骤:
[0048](I)获取并确定依次并列的第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线:
[0049]a、获取第一、第二和第三复杂港口机械可移动部件各维度的位置:
[0050]如图1所示，对于链斗式卸船机A，获取大车AOI在港口轨道D上的位置，获取大回转臂A02与港口轨道D的夹角αΑ，获取小回转臂A03与港口轨道D的夹角β Α。
[0051]对于抓斗式卸船机B，获取大车BOl在港口轨道D上的位置，获取大臂Β03是否处于抬起位置。
[0052]对于链斗式卸船机C，获取大车COl在港口轨道D上的位置，获取大回转臂Α02与港口轨道D的夹角α。，获取小回转臂Α03与港口轨道D的夹角β c。
[0053]b、获取第一、第二和第三复杂港口机械各部件的尺寸数据:
[0054]从机械设计图纸获得链斗式卸船机A、抓斗式卸船机B和链斗式卸船机C各部件的尺寸数据。
[0055]C、获取第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影:
[0056]将获取的链斗式卸船机A的大车AOl在港口轨道D上的位置与链斗式卸船机A的各部件的尺寸数据结合，忽略垂直维度，将链斗式卸船机A的三维空间的机械位置投影到港口水平面，获得链斗式卸船机A在港口水平面的二维投影。
[0057]将获取的抓斗式卸船机B的大车BOl在港口轨道D上的位置与抓斗式卸船机B的各部件的尺寸数据结合，忽略垂直维度，将抓斗式卸船机B的三维空间的机械位置投影到港口水平面，获得抓斗式卸船机B在港口水平面的二维投影。
[0058]将获取的链斗式卸船机C的大车COl在港口轨道D上的位置与链斗式卸船机C的各部件的尺寸数据结合，忽略垂直维度，将链斗式卸船机C的三维空间的机械位置投影到港口水平面，获得链斗式卸船机C在港口水平面的二维投影。[0059]d、确定第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线:
[0060]对链斗式卸船机A、抓斗式卸船机B和抓斗式卸船机的二维投影进行简化，获得图1所示的链斗式卸船机A的投影边界线，抓斗式卸船机B的投影边界线，链斗式卸船机C的投影边界线。
[0061 ] (2)获取第一复杂港口机械垂直于港口轨道方向的第一投影线段，获取第二复杂港口机械垂直于港口轨道D方向的第二投影线段，获取第三复杂港口机械垂直于港口轨道方向的第三投影线段:
[0062]以港口轨道D方向为X轴(往链斗式卸船机B方向为正向)，以垂直于港口轨道D，向上为Y轴方向建立直角坐标系。
[0063]将图1中的链斗式卸船机A、抓斗式卸船机B和链斗式卸船机C的二维投影垂直于港口轨道D方向投影，获得如图2所示的链斗式卸船机A的第一投影线段a、链斗式卸船机B的第二投影线段b和链斗式卸船机C的第三投影线段C。
[0064](3)判断第一投影线段a与第三投影线段c是否与第二投影线段b有叠合，当其中一个与第二投影线段b有叠合时，第二复杂港口机械发出警报，禁止另一个与第二投影线段b有叠合:
[0065]通过比较第一投影线段a的最大值amax是否大于第二投影线段b的最小值bmin来判断第一投影线段a与第二投影线段b是否有叠合。本实施例中，afflax为Al点在X轴上的投影点，bmin为B5及B6在X轴上的投影点。
[0066]通过比较第三投影线段c的最小值Cmin是否小于第二投影线段b的最大值bmax来判断第三投影线段c与第二投影线段b是否有叠合。本实施例中，Cfflin为Cl点在X轴上的投影点，bmax为B3及B4在X轴上的投影点。
[0067]当amax大于bmin时，即第一投影线段a与第二投影线段b有叠合，抓斗式卸船机B发出报警信号，链斗式卸船机C减速或停止向抓斗式卸船机B运行，禁止第三投影线段c与第二投影线段b有叠合。
[0068]当Cmin大于bmax时，即第三投影线段c与第二投影线段b有叠合，抓斗式卸船机B发出报警信号，链斗式卸船机A减速或停止向抓斗式卸船机B运行，禁止第一投影线段a与第二投影线段b有叠合。
[0069]为了能够实现相邻复杂港口机械的全方位防碰撞保护，充分利用了港口空间，实现了全方位的位置保护。本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法还包括以下步骤:
[0070](4)计算第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的距离，计算第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的距离:
[0071]由于第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的距离的计算过程，与计算第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的距离的计算过程是一样的，下面仅介绍计算第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的距离的详细过程:
[0072]进行港口作业时，抓斗式卸船机B的大车BOl可沿港口轨道D进行水平方向前后移动，抓斗B02可沿钢丝绳垂直升降，可沿大臂B03的水平方向左右移动，大臂B03可抬起80度角。链斗式卸船机C的大车COl可沿港口轨道D进行水平方向前后移动，大回转臂C02可在水平方向360度旋转，还可在竖直方向进行俯仰动作，小回转臂C03可在水平方向360度旋转。
[0073]抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C可能碰撞的位置为最右侧的投影边界，即图5及图6所示线段B1-B2-B3-B4-B5。该线段可简化为直线B1-B2和直线B3-B4。
[0074]对链斗式卸船机C的二维投影进行简化，仅保留外部边界。链斗式卸船机C对应的可能碰撞的位置最左侧的投影边界，即图6及图7所示的线段C1-C2-C3-C4-C5。可简化为线段 C1-C2，C2-C3, C4-C5。
[0075]采用几何方式计算线段C1-C2，C2-C3，C4-C5与直线B1-B2和B3-B4的最小距离，即抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C轮廓边界线间的多个距离。具体算法如下:
[0076]链斗式卸船机C投影边界在X轴的最小坐标Xmilrt=Hiin {XC1, XC2, XC3, Xc4, XC5}。
[0077]线段B3-B4 与线段 C4-C5 的距离 Dg=Xe4-Xc3t5
[0078]链斗式卸船机C的投影边界到直线B1-B2最小距离D2_B=Xmin_e_XB1。
[0079]链斗式卸船机C的投影边界到直线B3-B4最小距离D3_B=Xmin_e_XB3。
[0080]B3到线段C1-C2的最小距离为D4_B。
[0081]B4到线段C1-C2的最小距离为D5_B。
[0082](5)确定第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一最小距离，确定第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二最小距离:
[0083]如上述，仅介绍第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二最小距离。
[0084]线段C1-C2，C2-C3、C4-C5与直线B1-B2，B3-B4的最小距离中的最小值，即为抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C轮廓边界线间的最小距离。
[0085]具体确定过程如下:
[0086]定义抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C轮廓边界线间的最小距离为Dmin。
[0087]现场实测确定大回转臂C02的安全角度αα，当大回转角度90° <ac〈180°时，保持线段B3-B4与线段C4-C5的距离(即大车BOl与大车COl的距离)为最小安全距离，当%增大到大回转臂C02与B3间的距离小于设定的安全值时，定义aa=180° -a。。本实例中，ac=20°。
[0088]当a c<90° 或 180。〈 a。时，Dmin=min (D1-B, D3_B}。
[0089]当90。〈 a c〈 a C1 时，Dmin=min {D卜B, D2_B, D3_B, D4_B}。
[0090]当a C1< a c<180° + a C1 时，Dmin=min {D卜B, D3J。
[0091]当180° + a C1< a c<270° 时，Dmin=min (D1-B, D2_B, D3_B, D5_B}。
[0092](6)判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第一和第二复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报；
[0093]判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第二和第三复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报。
[0094]安全值包括最小安全值和最小报警值。最小安全距离和最小报警距离根据实际作业中的复杂港口机械来确定，在本实例中分别为2m和4m。
[0095]如上述，仅介绍第二最小距离的判断。
[0096]具体来说，就是当抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C间的最小距离Dmin小于4m时，抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C各自相向减速运行，并相互发出减速运行的警报，即抓斗式卸船机B的大车BOl减速向链斗式卸船机C运行，链斗式卸船机C的大车减速向抓斗式卸船机B运行，大回转臂C02与小回转臂C03减速朝向抓斗式卸船机B方向转动。
[0097]当抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C间的最小距离Dmin小于2m时，抓斗式卸船机B与链斗式卸船机C各自相向停止运行，并相互发出减速运行的警报，即抓斗式卸船机B的大车BOl停止向链斗式卸船机C运行，链斗式卸船机C的大车停止向抓斗式卸船机B运行，大回转臂C02与小回转臂C03停止朝向抓斗式卸船机B方向转动。
[0098]图7示意性地显示了本发明一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护装置的结构原理图。
[0099]如图7所示，基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护装置
[0100]包括第一位置数据采集单元1、第一信息交换单元2和第一控制单元3，及第二位置数据采集单元4、第二信息交换单元5和第二控制单元6，及第三位置数据采集单元7、第三信息交换单元8和第三控制单元9。
[0101 ] 第一位置数据采集单元1、第二位置数据采集单元4和第三位置数据采集单元7为检测港口机械各维度位移或回转角度的传感器。本实施例中，包括大车位置编码器、回转角度编码器、俯仰角度编码器及俯仰位置传感器等。
[0102]第一位置数据采集单元I用于采集第一复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第一控制单元3和第一信息交换单元2。第一信息交换单元2用于接收第一位置数据采集单元I输出的位置数据，并输送给第二控制单元3。第一控制单元3用于接收第一位置数据采集单元I输出的位置数据和第二信息交换单元2输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第一复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报。
[0103]第二位置数据采集单元4用于采集第二复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第二控制单元6和第二信息交换单元5。第二信息交换单元5用于接收第二位置数据采集单元4输出的位置数据，并输送给第一控制单元3和第三控制单元9。第二控制单元6用于接收第二位置数据采集单元4输出的位置数据、第一信息交换单元2输出的第一复杂港口机械的位置数据和第三信息交换单元8输出的第三复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第一复杂港口机械发出相应的警报，计算相邻的第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第三复杂港口机械发出相应的警报，计算并判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠合。
[0104]第三位置数据采集单元7用于采集第三复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第三控制单元9和第三信息交换单元8。第三信息交换单元8用于接收第三位置数据采集单元7输出的位置数据，并输送给第二控制单元6。第三控制单元9用于接收第三位置数据采集单元7输出的位置数据和第二信息交换单元5输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第二、第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第三复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报。
[0105]第一位置数据采集单元1、第二位置数据采集单元4和第三位置数据采集单元7为检测港口机械各维度位移或回转角度的传感器。本实施例中，包括大车位置编码器、回转角度编码器、俯仰角度编码器及俯仰位置传感器等。
[0106]具体来说，链斗式卸船机A的大车AOl安装有大车位置编码器，用于获取大车AOl在港口轨道D上的位置，并输送给第一控制单元3和第一信息交换单元2。大回转臂A02与小回转臂A03分别安装有回转角度编码器，用于获取与港口轨道D的夹角ciA，小回转臂A03与港口轨道D的夹角βΑ，并输送给第一控制单元3和第一信息交换单元2。
[0107]抓斗式卸船机B的大车BOl安装有大车位置编码器，，用于获取大车BOl在港口轨道D上的位置，并输送给第二控制单元4和第二信息交换单元5。大臂Β03上安装有俯仰位置传感器，用于获取大臂Β03是否处于抬起位置并输送给第二控制单元4和第二信息交换单元5。
[0108]链斗式卸船机C的大车COl安装有大车位置编码器，用于获取大车COl在港口轨道D上的位置，并输送给第三控制单元9和第三信息交换单元8。大回转臂C02与小回转臂C03分别安装有回转角度编码器，用于获取与港口轨道C的夹角a c,小回转臂C03与港口轨道D的夹角β c,并输送给第三控制单元9和第三信息交换单元8。
[0109]第一信息交换单元2和第二信息交换单元5包括用于承载通讯网络的硬件，例如交换机、光缆、网卡等。
[0110]本实施例中，第一控制单元3、第二控制单元6和第三控制单元9分别为PLC。
[0111]第一控制单元3和第二控制单元6通讯连接，当第一控制单元3和第二控制单元6检测到第一控制单元3和第二控制单元6通讯连接断开时，第一控制单元3向第一复杂港口机械发出停止运行保护命令，第二控制单元6向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令。
[0112]第二控制单元6和第三控制单元9通讯连接，当第二控制单元6和第三控制单元9检测到第二控制单元6和第三控制单元9通讯连接断开时，第二控制单元6向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令，第三控制单元9向第三复杂港口机械发出停止运行保护命令。
[0113]具体来说，就是为防止通讯故障而引发的防撞功能缺失，第一控制单元3将不间断发送脉冲信号到第二控制单元6，第一控制单元3接收到脉冲信号后，立即将该信号送回到第二控制单元6。第一控制单元3和第二控制单元6不间断检测该信号，在2s内如果该信号没有发生跳变，则认为两相邻复杂港口机械发生通讯故障。第一控制单元3向链斗式卸船机A发出停止运行控制命令。第二控制单元6则向抓斗式卸船机B发出停止运行控制命令。
[0114]第二控制单元6将不间断发送脉冲信号到第三控制单元9，第二控制单元6接收到脉冲信号后，立即将该信号送回到第三控制单元9。第二控制单元6和第三控制单元9不间断检测该信号，在2s内如果该信号没有发生跳变，则认为两相邻复杂港口机械发生通讯故障。第二控制单元6向抓斗式卸船机B发出停止运行控制命令。第三控制单元9则向链斗式卸船机C发出停止运行控制命令。
[0115]以上所述的仅是本发明的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)获取并确定依次并列的第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线.(2)获取第一复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第一投影线段，获取第二复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第二投影线段，获取第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线垂直于港口轨道方向的第三投影线段； (3)判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，第二复杂港口机械发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠合。
2.根据权利要求1所述的一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，其特征在于，所述步骤(1)包括: a、获取第一、第二和第三复杂港口机械可移动部件各维度的位置； b、获取第一、第二和第三复杂港口机械各部件的尺寸数据； C、获取第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影； d、确定第一、第二和第三复杂港口机械的二维投影的轮廓边界线。
3.根据权利要求1所述的一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，其特征在于，还包括以下 步骤: (4)计算第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的距离，计算第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的距离； (5)确定第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一最小距离，确定第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二最小距离； (6)判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第一和第二复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报； 判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，第二和第三复杂港口机械分别减速运行或停止运行，并相互发出相应的警报。
4.根据权利要求3所述的一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护方法，其特征在于，所述步骤(5)中的安全值包括最小安全值和最小报警值，当第一最小距离小于最小报警值时，第一和第二复杂港口机械之间减速运行并相互发出减速运行警报，当第一最小距离小于最小安全值时，第一和第二复杂港口机械之间停止运行并相互发出停止运行警报； 当第二最小距离小于最小报警值时，第二和第三复杂港口机械之间减速运行并相互发出减速运行警报，当第二最小距离小于最小安全值时，第二和第三复杂港口机械之间减速运行并相互发出停止运行警报。
5.一种基于投影边界入侵的复杂港口机械的位置保护装置，其特征在于，包括第一、第二和第三位置数据采集单元、第一、第二和第三信息交换单元和第一、第二和第三控制单元，其中: 第一位置数据采集单元，用于采集第一复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第一控制单元和第一信息交换单元；第一信息交换单元，用于接收第一位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第二控制单元； 第一控制单元，用于接收第一位置数据采集单元输出的位置数据和第二信息交换单元输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第一复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报；第二位置数据采集单元，用于采集第二复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第二控制单元和第二信息交换单元； 第二信息交换单元，用于接收第二位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第一控制单元和第三控制单元； 第二控制单元，用于接收第二位置数据采集单元输出的位置数据、第一信息交换单元输出的第一复杂港口机械的位置数据和第三信息交换单元输出的第三复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第一和第二复杂港口机械轮廓边界线间的第一距离并得出第一最小距离，判断第一最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第一复杂港口机械发出相应的警报，计算相邻的第二和第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第二复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第三复杂港口机械发出相应的警报，计算并判断第一投影线段与第三投影线段是否与第二投影线段有叠合，当其中一个与第二投影线段有叠合时，发出警报，禁止另一个与第二投影线段有叠合；第三位置数据采集单元，用于采集第三复杂港口机械的位置数据，并将位置数据输给第三控制单元和第三信息交换单元； 第三信息交换单元，用于接收第三位置数据采集单元输出的位置数据，并输送给第二控制单元； 第三控制单元，用于接收第三位置数据采集单元输出的位置数据和第二信息交换单元输出的第二复杂港口机械的位置数据，计算相邻的第二、第三复杂港口机械轮廓边界线间的第二距离并得出第二最小距离，判断第二最小距离是否小于设定的安全值，小于时，向第三复杂港口机械发出减速或停止运行保护命令，并向第二复杂港口机械发出相应的警报。
6.根据权利要求5所述的一种基于投影边界的复杂港口机械的位置保护装置，其特征在于:所述第一控制单元和第二控制单元通讯连接，当第一控制单元和第二控制单元检测到第一控制单元和第二控制单元通讯连接断开时，第一控制单元向第一复杂港口机械发出停止运行保护命令，第二控制单元向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令； 所述第二控制单元和第三控制单元通讯连接，当第二控制单元和第三控制单元检测到第二控制单元和第三控制单元通讯连接断开时，第二控制单元向第二复杂港口机械发出停止运行保护命令，第三控制单元向第三复杂港口机械发出停止运行保护命令。
【文档编号】G01B11/00GK103528521SQ201310499376
【公开日】2014年1月22日 申请日期:2013年10月22日 优先权日:2013年10月22日
【发明者】蔡健, 张洪刚, 高苑辉, 朱军, 熊凯, 刘海波, 李建, 钟尚文, 陈咏城 申请人:广东红海湾发电有限公司