Intelligent Control of Crane with Autonomous and Cooperation Ability

具有自主协作能力的起重机智能控制

• 批准号: 10650239
• 负责人: TERASHIMA Kazuhiko
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: Toyohashi University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 1999
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10650239/
• 关键词: Intelligent control; Crane; Antonomous robot; Cooperation; Motion Control; Local Navigation; Global Navigation; Sensors; 天井クレーン; 障害物回避

This paper presents of obstacle recognition and the avoidance for on-line application. Firstly, the performance of ultrasonic sensor is examined from the viewpoints of measurable regions where ultrasonic sensor is used for on-line obstacle recognition. Attitude control system in the horizontal direction of transfer load is newly realized by installing electric chuck and gyro sensor for the part of transferred load. Secondly, a VFH (Vector Field Histogram) method is used, which is a method of obstacle avoidance and makes local environment al map with ultrasonic sensor grid on two dimensional histogram and avoid obstacles from sampled data. When this method is applied to a crane system, maximum acceleration is considered for velocity control, and the scale of active cell is adaptively changed in the neighborhood of goal points. Validity of VFH methods is shown by computer simulation.

本文提出了一种在线应用的障碍物识别与避障方法。首先，从可测区域的角度研究了超声波传感器用于在线障碍物识别的性能。通过在转移载荷部分安装电动卡盘和陀螺传感器，实现了转移载荷水平方向的姿态控制。其次，采用了一种避障方法VFH（Vector Field Histogram），利用超声波传感器的网格在二维直方图上绘制局部环境地图，并从采样数据中避开障碍物。将该方法应用于起重机系统，速度控制考虑最大加速度，并在目标点邻域内自适应地改变主动单元的规模。计算机仿真结果表明了VFH方法的有效性。

项目成果

兼原明宏、寺嶋一彦、定森健、宗利秀和: "高位置情報に基づく3次元天井クレーンのモデリングと搬送制御(第2報、ロープ長変化を考慮した高位置フィードバック気化系の描等)"日本機械学会論文集(C編). 64・628. 4783-4790 (1998)

Akihiro Kanehara、Kazuhiko Terajima、Ken Sadamori、Hidekazu Munetoshi：“基于高位信息的 3 维桥式起重机的建模和运输控制（第 2 次报告、考虑绳索长度变化的高位反馈汽化系统图等）”论文集日本机械工程师学会（编辑 C） 4783-4790（1998 年）。

A.Kaneshige, K.Terashima, M.Suzuki and L.Yin: "Autonomous Mobile Crane System Considering Obstacle Recognition and Optimal Path Planning"Japan Society of Mechanical Engineering(C). Vol.64,No.618. 487-494 (1998)

A.Kaneshige、K.Terashima、M.Suzuki 和 L.Yin：“考虑障碍物识别和最优路径规划的自主移动起重机系统”日本机械工程学会（C）。

K. Terashima and M. Suzuki: "Path Planning and Motion Execution of Overhead Traveling Crane"Proceedings of 14th IFAC World Congress. Q. 31-36 (1999)

K. Terashima 和 M. Suzuki：“桥式起重机的路径规划和运动执行”第 14 届 IFAC 世界大会论文集。

三好孝典・寺嶋一彦・森田正則: "時変振動機構に対する制振フィードフォワード制御入力の導出とクレーンへの応用" 日本機械学会論文集(C編). 64・624. 75-82 (1998)

Takanori Miyoshi、Kazuhiko Terashima、Masanori Morita：“时变振动机制的阻尼前馈控制输入的推导及其在起重机上的应用”日本机械工程师学会汇刊（ed. C）64, 624. 75-82 (1998)。 ）

兼重明宏・寺嶋一彦・定森健: "荷位置情報に基づく3次元天井クレーンのモデリングと搬送制御(第1報,荷位置モデルの導出)" 日本機械学会論文集(C編). 64・628. 247-252 (1998)

Akihiro Kaneshige、Kazuhiko Terajima、Ken Sadamori：“基于负载位置信息的 3D 桥式起重机的建模和运输控制（首次报告，负载位置模型的推导）”日本机械工程师学会会议记录（编辑 C）。 628 .247-252 (1998)