【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及堆取料机仿真，尤其涉及基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法、系统。
技术介绍
1、堆取料机又叫做斗轮堆取料机，是一种高效率连续装卸机械，广泛用于散货码头、矿山、电厂等的散料堆场中。现代化散料堆场中，需多台堆取料机协同作业，由于堆取料机运动范围大，临近的堆取料机在作业时常出现碰撞发生，因此，为解决这一碰撞问题，本专利技术提出了一种基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法、系统，利用坐标位置关系，仿真判断作业中的堆取料机是否存在碰撞。
技术实现思路
1、(一)专利技术目的
2、为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法、系统，在三维模型界面中实现模拟堆取料机的工作位置与姿态，在防碰撞系统正式部署前为逻辑正确性，及时性提供测试环境，避免未验证的防碰撞逻辑部署到实际系统中造成碰撞事故。
3、(二)技术方案
4、为解决上述问题，本专利技术第一方面提供了基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，包括：
5、步骤s100，分别获取堆场数据、堆取料机数据，以构建三维堆场模型和三维堆取料机模型；
6、步骤s200，将所述三维堆场模型、三维堆取料机模型置于同一坐标系下；
7、步骤s300，根据实际空间位置，为每台所述三维堆取料机模型布置作业轨道；
8、步骤s400，对每台三维堆取料机模型进行定位，以获取在同一坐标系下每台三维堆
9、步骤s500，对任意状态下的所有三维堆取料机模型的所有点坐标进行实时采集，形成坐标集；
10、步骤s600，对所述坐标集进行分析，若某一状态下，在所述坐标集中存在任意两点坐标重合，则判断两点位置坐标分别对应的堆取料机存在碰撞，进行报警动作。
11、优选的，在步骤s100中，对堆场、堆取料机设备的cad图纸数据分析与利用，以构建相应三维模型。
12、优选的，在所述步骤s400中，包括：
13、对每台堆取料机的操作仓中心进行定位；
14、实时计算任意状态下，悬臂与轨道的夹角a，所述夹角a包括悬臂与轨道水平夹角a1和悬臂与轨道的竖直夹角a2；
15、对所述悬臂进行矩形简化，再通过所述水平夹角a1、竖直夹角a2以及悬臂长度l、宽度w，可计算获取悬臂中心线上以及边缘线上任一点位置坐标，形成单一堆取料机悬臂坐标集a。
16、优选的，在所述步骤s400中，包括：
17、实时计算任意状态下，配重与轨道的夹角b，所述夹角b包括配重与轨道水平夹角b1和配重与轨道的竖直夹角b2；
18、对所述配重进行矩形简化，再通过所述水平夹角b1、竖直夹角b2以及配重臂长度、宽度，可计算获取配重臂中心线上以及边缘线上任一点位置坐标，形成单一堆取料机配重臂坐标集b；
19、优选的，在所述步骤s500中，包括：
20、将所述坐标集a与坐标集b进行拟合，形成单一堆取料机移动几何体坐标集ab；
21、将所有所述轨道上仿真作业的所有堆取料机的坐标集ab进行拟合，形成待碰撞分析坐标集c。
22、优选的，在所述步骤s600中，包括：
23、对所述待碰撞分析坐标集c中任意两点坐标进行对比分析；
24、实时遍历查找重合坐标，若存在重合坐标，则发出碰撞报警，并作出防碰撞策略，若不存在重合坐标，则判断无碰撞发生。
25、优选的，所述重合坐标包括假重合状态，所述假重合状态为两点坐标位置近似，设置近似阈值，符合阈值范围的则视为假重合，以避免机械形变下产生的点坐标偏移。
26、优选的，对每台三维堆取料机设置虚拟控制按键、控制堆取料机的行走、回转、俯仰，以模拟三维堆取料机的工作状态与位置。
27、优选的，加载历史所述碰撞报警数据以及与所述碰撞报警数据对应防碰撞策略，加载历史碰撞报警数据产生前m时刻的堆取料机数据f，实时加载分析当前时刻堆取料机数据n，若数据n与数据f相似，那么则判断堆取料机继续运行m时刻后会产生碰撞，则在当前时刻发出碰撞警报并调用相应的防碰撞策略。
28、本专利技术第二方面提出了基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试系统，其特征在于，包括：
29、获取模块，用于分别获取堆场数据、堆取料机数据，以构建三维堆场模型和三维堆取料机模型；
30、坐标系模块，用于将所述三维堆场模型、三维堆取料机模型置于同一坐标系下；
31、轨道模块，用于根据实际空间位置，为每台所述三维堆取料机模型布置作业轨道；
32、定位模块，用于对每台三维堆取料机模型进行定位，以获取在同一坐标系下每台三维堆取料机模型中任意点对应的位置坐标；
33、采集模块，用于对任意状态下的所有三维堆取料机模型的所有点坐标进行实时采集，形成坐标集；
34、分析模块，用于对所述坐标集进行分析，若某一状态下，在所述坐标集中存在任意两点坐标重合，则判断两点位置坐标分别对应的堆取料机存在碰撞，进行报警动作。
35、本专利技术的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
36、提高安全性：在虚拟环境中测试防碰撞逻辑，可以预先发现潜在的问题，避免在实际生产环境中发生设备碰撞，保障人员和设备的安全。
37、降低成本：避免因设备碰撞造成的维修和更换费用，以及停工期间的经济损失。
38、提高效率：操作人员可以通过仿真系统快速测试和优化防碰撞逻辑，无需等待实际设备的可用时间，从而缩短开发周期和调试时间。
39、减少风险：在仿真环境中进行测试，可以减少未经测试的逻辑直接应用到实际生产系统中的风险，确保系统在上线之前已经经过充分验证。
40、改进设计：仿真系统提供实时反馈，操作人员可以根据测试结果调整和改进防碰撞逻辑，优化系统性能。
41、培训作用：仿真系统可以作为培训工具，使新员工在虚拟环境中熟悉设备操作和应急处理，提高操作技能和应变能力。
42、环境保护：减少实际设备测试中的能源消耗和资源浪费，有助于企业实现绿色环保目标。
43、其他有益效果在下述的具体实施例中进行阐述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在步骤S100中，对堆场、堆取料机设备的CAD图纸数据分析与利用，以构建相应三维模型。
3.根据权利要求1所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤S400中，包括：
4.根据权利要求3所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤S400中，包括：
5.根据权利要求4所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤S500中，包括：
6.根据权利要求5所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤S600中，包括：
7.根据权利要求6所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，所述重合坐标包括假重合状态，所述假重合状态为两点坐标位置近似，设置近似阈值，符合阈值范围的则视为假重合，以避免机械形变下产生
8.根据权利要求1所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，对每台三维堆取料机设置虚拟控制按键、控制堆取料机的行走、回转、俯仰，以模拟三维堆取料机的工作状态与位姿。
9.根据权利要求6所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，加载历史所述碰撞报警数据以及与所述碰撞报警数据对应防碰撞策略，加载历史碰撞报警数据产生前m时刻的堆取料机数据F，实时加载分析当前时刻堆取料机数据N，若数据N与数据F相似，那么则判断堆取料机继续运行m时刻后会产生碰撞，则在当前时刻发出碰撞警报并调用相应的防碰撞策略。
10.基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在步骤s100中，对堆场、堆取料机设备的cad图纸数据分析与利用，以构建相应三维模型。
3.根据权利要求1所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤s400中，包括：
4.根据权利要求3所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤s400中，包括：
5.根据权利要求4所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤s500中，包括：
6.根据权利要求5所述的基于数学建模技术港口大型装备空间防撞仿真测试方法，其特征在于，在所述步骤s600中，包括：
7.根据权利要求6所述的基于数学建模技术港口大型...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，
申请(专利权)人：国能天津港务有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。