传统的行车效率低、能耗高，噪音大，系统复杂，自动化程度低，其定位准确度完全依赖驾驶员的熟练程度。这种起重机的性能显然已无法满足生产和安全要求，尤其是在联合储库复杂无序的工艺环境中，智慧库区起重机自动控制系统的研制更是势在必行。

“智慧库区起重机自动控制系统关键技术研究与应用”拟解决四个方面的问题：一是降低生产成本，二是提高生产效率，三是稳定产品质量，四是加速数智化转型。                                   

发现、发明及创新点：   

起重机无人驾驶系统构架

1.深度融合先进的平台软件、传感技术、无线通讯技术、传动技术、PLC处理技术以及物联网技术，集成生产DCS系统、自动控制系统、抓斗防摇系统、大车防撞系统、钢丝绳防脱槽装置、物料配料系统、物流管理系统等，开发了一套集全自动、半自动、手动一体的联合储库起重机无人驾驶系统，实现库区无人化生产。                                

智慧库区起重机自动控制系统以ICCS软件系统为核心，向上可对接生产DCS系统（含配料系统、物流管理系统）、中控集中监控系统，向下可对接库区地面IO分站和起重机自动控制系统，同时ICCS软件系统可对接视频存储和中控室PLC，实现视频联动及与PLC系统的交互。

起重机无人驾驶系统软件界面    

起重机驾驶模式包括全自动模式、半自动模式、手动模式，全自动模式由物流系统或生产DCS系统（配料系统）发送卸料与供料信号，结合库区四维模型通过AI算法，在作业距离、满斗率、作业安全等多个维度取得最佳作业起重机、最佳抓料点与投料点，调度起重机自动从泊车位置启动、移向抓取点、下降抓斗、抓取物料、提升抓斗、移向放料仓、投料，然后返回泊车位置或重复动作，实现无人操控，该模式为正常生产模式；半自动模式由操作员判断生产需求、物料状态及料位，选择抓取和投放位置并输入重复的次数，起重机自动从泊车位置启动、移向抓取点，下降抓斗、抓取物料，提升抓斗、移向进料口、称重计量、投料、返回泊车位置或重复动作，实现半自动操控，该模式主要用于软件系统或传感器故障时生产；手动模式由操作员通过联动台或无线遥控器操纵起重机完成移动、抓斗升降、抓取、投料等动作，该模式主要用于检修作业。                              

2.研究开发了适用于联合储库环境的起重机自动定位装置、防摇摆技术、4D成像建模技术，为起重机自动调度提供了数据基础。           

（1）研究开发了适用于联合储库环境的起重机自动定位装置与防摇摆系统。自动定位装置实时为系统提供起重机位置坐标，包括大车、小车以及抓斗三大机构的定位。

三大机构使用绝对坐标与相对坐标形成初精结合的定位方式，消除累计误差，实现精准定位。  

联合储库4D模型

（2）首次将基于视觉SLAM的三维形貌重建技术应用于建材联合储库，通过与物流系统通讯，赋予三维模型时间信息，形成库区物料4D模型，为起重机自动调度提供了数据基础。

实时模拟物料轮廓形貌，起重机作业时，接收生产DCS系统生产指令，自动在作业距离、满斗率、原材料成分、作业安全等多个维度取得最佳抓料点与卸料点，提高生产效率，稳定产品质量。       

3.采用三机构联动和多机协同技术实现起重机自动调度和智能路径规划，大幅度提高了库区物料的转运效率。

根据生产指令合理规划抓斗运行路径，大车、小车、抓斗三机构同步运行，有效提升了单机效率，每作业循环缩短6-8秒；同时按最优方式规划作业任务，合理分配起重机，实现库区内对每台起重机的最优协同作业，比无多机协同最大可提升35%的极限效率。