CN115057363A - 用于臂架的控制方法、控制器、起重机及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及机械工程领域，具体地，涉及一种用于臂架的控制方法、控制器、起重机及存储介质。方法包括：在接收到吊装启动指令的情况下，确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置位置；根据当前位置、货物位置和目标放置位置确定臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序；根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径；按照子任务的执行顺序和每个子任务的期望路径生成与每个子任务对应的吊装执行指令；根据吊装执行指令控制臂架按照子任务的执行顺序和吊装执行指令依次根据期望路径移动，直到将待卸载货物从货物位置运送至目标放置位置。提高了臂架工作的自动化程度。

Description

用于臂架的控制方法、控制器、起重机及存储介质

技术领域

本申请涉及机械工程领域，具体地，涉及一种用于臂架的控制方法、控制器、起重机及存储介质。

背景技术

起重机是装在普通汽车地盘或特制汽车地盘上的一种起重机。起重机的施工作业需要依靠臂架运动带动吊钩进行吊装作业，其臂架运动操控通过操纵室进行设置。汽车起重机的臂架运动执行机构通常为液压机构。

现有技术中，起重机在进行某些吊装任务时，例如吊装垫板时主要是机手操作起重机进行人工吊装，垫板吊装的效率和准确性完全依赖于机手的经验。传统方式人工吊装由于高度依赖机手的经验和操作技能，其缺点也是显而易见，其造成吊装作业机手的劳动强度大、如若在吊装过程路线中存在障碍物也需要机手根据自身经验操作起重机吊装避开障碍物、对机手的作业技能要求高、导致人工成本高。

发明内容

本申请的目的是提供一种能够实现自动化吊装作业的用于臂架的控制方法、控制器、起重机及存储介质。

为了实现上述目的，本申请提供一种用于臂架的控制方法，应用于起重机，控制方法包括：

在接收到吊装启动指令的情况下，确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置位置；

根据当前位置、货物位置和目标放置位置确定臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序；

根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径；

按照子任务的执行顺序和每个子任务的期望路径生成与每个子任务对应的吊装执行指令；

根据吊装执行指令控制臂架按照子任务的执行顺序和吊装执行指令依次根据期望路径移动，直到将待卸载货物从货物位置运送至目标放置位置。

在本申请的实施例中，根据当前位置、货物位置和目标放置位置确定臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序包括：确定待卸载货物的货物数量和吊钩的单次吊载数量；根据货物数量、当前位置、货物位置、单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点。

在本申请的实施例中，根据货物数量、当前位置、货物位置、单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点包括：确定臂架的当前位置；根据臂架的当前位置和货物位置确定初始子任务，初始子任务的任务起点为当前位置，初始子任务的任务终点为货物位置；根据货物位置和目标放置位置确定其他子任务的任务起点和任务终点，其中，每个当前子任务的任务起点为上一个子任务的任务终点，当前子任务的任务终点为目标放置位置、货物位置以及吊钩的复位点中的任一者。

在本申请的实施例中，确定臂架的当前位置包括：通过车身传感器获取臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩的高度；根据臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩高度确定臂架的当前位置。

在本申请的一个实施例中，确定待卸载货物的货物位置包括：获取待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度；根据待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度确定待卸载货物的货物位置。

在本申请的实施例中，确定待卸载货物的目标放置位置包括：获取每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离；根据全伸出长度与偏移距离确定每个支腿伸出后的第一支撑位置；根据回转台的中心位置确定每个第一支撑位置在极坐标系中所对应的第二支撑位置，其中，极坐标以回转台的中心位置为原点，沿臂架支架方向为0度，逆时针方向为正方向；根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度；通过臂架的回转角度与变幅幅度确定目标放置位置。

在本申请的实施例中，根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度包括：通过每个支腿的第二支撑位置确定多个待选位置；获取需求参数；根据需求参数从多个待选位置中确定待卸载货物的目标放置位置。

在本申请的实施例中，根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径包括：通过环境传感器获取起重机周边的环境信息；根据任务起点、任务终点以及环境信息确定每个子任务的期望路径。

在本申请的实施例中，根据吊装执行指令控制臂架按照多个子任务的执行顺序和吊装执行指令依次根据期望路径移动包括：根据每个子任务的期望路径确定臂架回转关节针对每个子任务的第一期望轨迹与臂架变幅关节针对每个子任务的第二期望轨迹；针对每个子任务，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架针对子任务的期望旋转速度；针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架针对子任务的期望变幅速度；根据期望旋转速度和期望变幅速度确定臂架针对每个子任务的期望运动速度；针对每个子任务，控制臂架根据与子任务对应的期望运动速度移动，以使臂架沿子任务对应的期望路径移动。

在本申请的实施例中，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架针对子任务的期望旋转速度包括：针对每个子任务，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架回转关节的期望回转角度，对与子任务对应的期望回转角度进行时间插值以确定臂架针对子任务的期望旋转速度；针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架针对子任务的期望变幅速度包括：针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架变幅关节的期望变幅角度，对与子任务对应的期望变幅角度进行时间插值以确定臂架针对子任务的期望变幅速度。

在本申请的实施例中，控制方法还包括：针对每个子任务，根据子任务对应的期望路径确定吊钩针对子任务的期望高度；针对每个子任务，对吊钩进行控制，以使吊钩的实际高度达到期望高度。

本申请第二方面提供了一种控制器，控制器被配置成执行上述任意一项的用于臂架的控制方法。

本申请第三方面提供了一种起重机，包括：臂架；以及上述的控制器。

在本申请的一个实施例中，起重机还包括：车身传感器，被配置为获取起重机的车辆参数；环境传感器，被配置为获取起重机周边的环境信息；臂架回转关节，被配置为控制臂架进行回转；臂架变幅关节，被配置为控制臂架进行变幅；吊钩，被配置为吊载货物；支腿，被配置为支撑起重机；回转台，与臂架固定连接。

本申请第四方面提供了一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行上述任一项述的用于臂架的控制方法。

通过上述技术方案，处理器可以通过确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置位置，确定吊装任务的吊装起点与吊装终点，并根据吊装任务确定多个子任务，从而控制臂架按照子任务的移动路径运行，从而实现臂架的自动化吊装作业，提高了起重机施工准备工作的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本申请的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示意性示出了根据本申请实施例的用于臂架的控制方法的流程示意图；

图2示意性示出了根据本申请实施例的用于臂架的控制方法的起重机自动吊装的单次吊装任务的控制流程图；

图3示意性示出了根据本申请一实施例的用于臂架的控制方法的示例图；

图4示意性示出了根据本申请实施例的用于臂架的控制方法的起重机的结构示意图；

图5是示意性示出了根据本申请实施例的计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。

需要说明，若本申请实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。

如图1所示，示意性示出了根据本申请实施例的用于臂架的控制方法的流程示意图。如图1所示，在本申请一实施例中，提供了用于臂架的控制方法，应用于起重机，包括以下步骤：

步骤101，在接收到吊装启动指令的情况下，确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置位置；

步骤102，根据当前位置、货物位置和目标放置位置确定臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序；

步骤103，根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径；

步骤104，按照子任务的执行顺序和每个子任务的期望路径生成与每个子任务对应的吊装执行指令；

步骤105，根据吊装执行指令控制臂架按照子任务的执行顺序和吊装执行指令依次根据期望路径移动，直到将待卸载货物从货物位置运送至目标放置位置。

操作人员可以根据吊装任务需求确定启动吊装指令，在控制器接收到吊装启动指令的情况下，控制器可以确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置以及待卸载货物的目标放置位置。

控制器可以根据确定的臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置以及待卸载货物的目标放置位置确定臂架的吊装子任务，并确定每个子任务对应的任务起点与任务终点以及子任务的执行顺序。控制器在确定了每个子任务对应的任务起点以及任务终点后，可以根据任务起点以及任务终点确定每个子任务的期望路径，并根据确定的子任务的执行顺序和每个子任务的期望路径生成与每个子任务对应的吊装指令。

控制器可以根据生成的吊装指令控制臂架按照子任务的执行顺序和吊装执行指令移动，从而使得臂架可以依次根据每个子任务的期望路径移动，直到将所有的带卸载货物从货物位置运送至货物的目标放置位置。

在一个实施例中，根据当前位置、货物位置和目标放置位置确定臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序包括：确定待卸载货物的货物数量和吊钩的单次吊载数量；根据货物数量、当前位置、货物位置、单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点。

起重机包括吊钩，起重机可以通过吊钩对货物进行吊载，控制器可以确定待卸载货物的货物数量和吊钩的单次吊载数量，也就是吊钩每次吊载货物的数量。控制器可以根据货物的数量、当前位置、货物位置、吊钩的单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点。例如，假设起重机首先需要控制起重机的吊钩移动至待卸载货物的货物位置处，此时生成了一次子任务。起重机控制吊钩将货物从待卸载货物的货物位置吊载至货物的目标放置位置为一次子任务，起重机在将货物放置到目标放置位置后，控制吊钩回到待卸载货物的货物位置也为一次子任务，假设待卸载货物的数量为4，吊钩的单次吊载数量为1，则将4个待卸载货物卸载至目标位置，并使得吊钩回到待卸载货物的货物位置处需要建立9次子任务。控制器还可以根据臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置确定的子任务确定每个子任务对应的任务起点和任务终点。

在一个实施例中，根据货物数量、当前位置、货物位置、单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点包括：确定臂架的当前位置；根据臂架的当前位置和货物位置确定初始子任务，初始子任务的任务起点为当前位置，初始子任务的任务终点为货物位置；根据货物位置和目标放置位置确定其他子任务的任务起点和任务终点。其中，每个当前子任务的任务起点为上一个子任务的任务终点，当前子任务的任务终点为目标放置位置、货物位置以及吊钩的复位点中的任一者。

控制器可以确定起重机臂架的当前位置，根据臂架的当前位置和待卸载货物的货物位置可以确定吊载的初始子任务，初始子任务为控制起重机的臂架从当前位置移动至待卸载货物的货物位置。控制器可以将臂架的当前位置确定为初始子任务的任务起点，将待卸载货物的货物位置确定为初始子任务的任务终点。控制器在确定了初始子任务后，可以根据待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置确定其他子任务的任务起点和任务终点，控制器在确定其他子任务的任务起点与任务终点时，可以将上一个子任务的终点确定为当前子任务的起点，将当前子任务的任务终点确定为待卸载货物的目标放置位置、待卸载货物的货物位置以及吊钩的复位点中的任一者。

例如，初始子任务为将起重机的臂架位置从臂架的当前位置移动至待卸载货物的货物位置，在完成初始子任务后，起重机的臂架停止在待卸载货物的货物位置，在进行下一个子任务时，可以将当前初始子任务的任务终点，也就是待卸载货物的货物位置作为下一个子任务的起点，控制器可以将下一个子任务的终点确定为待卸载货物的目标放置位置，从而使得吊钩可以将货物从货物位置吊载至货物的目标放置位置。当臂架完成该子任务后，臂架停止在目标放置位置，控制器可以将下一个子任务的任务起点确定为该子任务的任务终点即目标放置位置，如果需要回到货物位置继续吊载货物，控制器可以将将下一个子任务的任务终点确定为货物位置，如果已经完成了吊装任务，控制器可以将吊钩的复位点确定为下一个子任务的任务终点。

在一个实施例中，确定臂架的当前位置包括：通过车身传感器获取臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩的高度；根据臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩高度确定臂架的当前位置。

起重机还包括车身传感器，控制器可以通过车身传感器获取起重机臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩的高度。控制器可以根据获取的臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩高度确定臂架的当前位置。

在一个实施例中，确定待卸载货物的货物位置包括：获取待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度；根据待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度确定待卸载货物的货物位置。

起重机包括回转台，控制器可以获取待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度，其中，待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度，可以通过操作人员输入，也可以通过传感器进行确认。控制器在接收到货物中心至回转台的中心的距离与角度后，可以根据获得的数据确定待卸载货物的货物位置。

在一个实施例中，确定待卸载货物的目标放置位置包括：获取每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离；根据全伸出长度与偏移距离确定每个支腿伸出后的第一支撑位置；根据回转台的中心位置确定每个第一支撑位置在极坐标系中所对应的第二支撑位置，其中，极坐标以回转台的中心位置为原点，沿臂架支架方向为0度，逆时针方向为正方向；根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度；通过臂架的回转角度与变幅幅度确定目标放置位置。

起重机包括回转台和多个支腿，控制器可以通过车身传感器获取每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离，控制器可以根据接收到的每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离确定每个支腿伸出后的第一支撑位置。控制器可以根据起重机建立对应的极坐标系，控制器可以起重机的回转台的中心位置确定为极坐标的原点，沿臂架支架方向为0度，逆时针方向为正方向建立极坐标系，并根据每个支腿的第一支撑位置确定每个第一支撑位置在极坐标系中对应的第二支撑位置。控制器可以根据极坐标系中每个支腿的第二支撑位置确定与每个第二支撑位置对应的臂架的回转角度与臂架的变幅幅度，并根据确定的臂架的回转角度与臂架的变幅幅度确定目标放置位置。

在一个实施例中，根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度包括：通过每个支腿的第二支撑位置确定多个待选位置；获取需求参数；根据需求参数从多个待选位置中确定待卸载货物的目标放置位置。

控制器在获取到极坐标系上每个支腿的第二支撑位置后，可以将每个支腿的第二支撑位置确定为多个待选位置，并获取需求参数，其中，需求参数可以是操作人员输入的需要的目标放置位置，控制器根据获取的需求参数可以从多个待选位置中确定待卸载货物的目标放置位置。例如，起重机包含4条支腿，控制器可以获取到极坐标系上每个支腿的第二支撑位置，控制器可以将每个第二支撑位置确定为待选位置，假设此时控制器获取操作人员输入的需求参数，操作人员输入的需求参数中可以表明需要的支腿，控制器可以根据操作人员输入的需求参数从待选位置中，将操作人员需要的支腿的第二位置确定为待卸载货物的目标放置位置。

在一个实施例中，根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径包括：通过环境传感器获取起重机周边的环境信息；根据任务起点、任务终点以及环境信息确定每个子任务的期望路径。

控制器在确定了每个子任务的任务起点与任务终点后，可以通过环境传感器获取起重机周边的环境信息，并根据确定的任务起点、任务终点以及起重机周边的环境信息确定每个子任务的期望路径。

在一个实施例中，根据吊装执行指令控制臂架按照多个子任务的执行顺序和吊装执行指令依次根据期望路径移动包括：根据每个子任务的期望路径确定臂架回转关节针对每个子任务的第一期望轨迹与臂架变幅关节针对每个子任务的第二期望轨迹；针对每个子任务，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架针对子任务的期望旋转速度；针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架针对子任务的期望变幅速度；根据期望旋转速度和期望变幅速度确定臂架针对每个子任务的期望运动速度；针对每个子任务，控制臂架根据与子任务对应的期望运动速度移动，以使臂架沿子任务对应的期望路径移动。

起重机臂架的执行机构可以包括臂架回转关节和臂架变幅关节，通过对臂架回转关节和臂架变幅关节进行控制从而控制臂架进行移动。在控制器确定了吊装任务的每个子任务后，控制器可以根据每个子任务的期望路径确定臂架回转关节针对每个子任务的第一期望轨迹和臂架变幅关节针对每个子任务的第二期望轨迹。确定了每个子任务的第一期望轨迹与每个子任务的第二期望轨迹后，针对每个子任务，控制器可以根据与子任务对应的第一期望轨迹确定每个子任务中臂架的期望旋转速度，同理，控制器可以根据与子任务对应的第二期望轨迹确定每个子任务中臂架的期望变幅速度。控制器可以根据确定的每个子任务中臂架的期望旋转速度与臂架的期望变幅速度确定每个子任务中臂架的期望运动速度。针对每个子任务，控制器可以控制臂架按照与每个子任务对应的期望运动速度移动，使得臂架沿与每个子任务对应的期望路径移动，从而使臂架达到期望终点。

在一个实施例中，如图2所示，示意性示出了起重机自动吊装的单次吊装任务的控制流程图。

控制器可以通过车身传感器获取起重机的位姿信息，位姿信息可以包括臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩高度。通过获取的位姿信息可以确定起重机臂架的当前位姿，控制器可以通过确定的当前位姿确定起重机的吊装起点。控制器还可以通过车身传感器获取车辆的固有参数，车辆的固有参数可以包括起重机车辆的，每个支腿全伸长长度以及每个支腿相对于起重机的回转台的偏移距离。控制器可以根据车辆的固有参数确定目标位姿，并根据目标位姿确定起重机的吊装终点。控制器还可以获取起重机吊钩是处于吊载还是空钩模式，通过吊钩的模式确定吊载的目标点，确定对应目标点的目标位姿，从而确定控制器的吊装终点。

起重机还可以包括环境传感器，通过环境传感器可以确定起重机周边的环境信息，上位控制机在加收到环境传感器上传的环境信息以及确定的吊装起点与吊装终点后，可以根据吊装起点、吊装终点以及环境信息规划臂架和载荷的运动路径、轨迹。上位机在确定了臂架和载荷的运动路径、轨迹后，可以将确定的信息发送至下位机，下位机可以控制臂架和载荷跟随接收到的上位机规划的臂架和载荷的运动路径、轨迹运动，并通过车身传感器获取起重机的位姿信息，确保臂架和载荷跟期望轨迹运动，从而是的臂架和载荷到达期望终点。

在一个实施例中，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架针对子任务的期望旋转速度包括：针对每个子任务，根据与子任务对应的第一期望轨迹确定臂架回转关节的期望回转角度，对与子任务对应的期望回转角度进行时间插值以确定臂架针对子任务的期望旋转速度；针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架针对子任务的期望变幅速度包括：针对每个子任务，根据与子任务对应的第二期望轨迹确定臂架变幅关节的期望变幅角度，对与子任务对应的期望变幅角度进行时间插值以确定臂架针对子任务的期望变幅速度。

针对每个子任务，控制器就可以根据每个子任务对应的第一期望轨迹确定臂架回转关节的期望回转角度，对于每个子任务对应的期望回转角度进行时间插值，以确定臂架针对每个子任务的期望旋转速度。同理，控制器可以根据每个子任务对应的第二期望轨迹确定臂架变幅关节的期望变幅角度，对于每个子任务对应的期望变幅角度进行时间插值，以确定臂架针对每个子任务的期望变幅速度。

在一个实施例中，针对每个子任务，根据子任务对应的期望路径确定吊钩针对子任务的期望高度；针对每个子任务，对吊钩进行控制，以使吊钩的实际高度达到期望高度。

控制器确定了每个子任务后，可以根据每个子任务对应的期望路径确定每个子任务中的吊钩的期望高度。并对吊钩进行控制，在执行每个子任务时，可以使吊钩的实际高度达到与每个子任务对应的期望高度。

在一个实施例中，提供可一种控制器，控制器被配置成执行上述任意一项的用于臂架的控制方法。

操作人员可以根据吊装任务需求确定吊装启动指令，在控制器接收到吊装启动指令的情况下，控制器可以确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置以及待卸载货物的目标放置位置。

起重机包括车身传感器，控制器可以通过车身传感器获取起重机臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩的高度。控制器可以根据获取的臂架的回转角度、臂架的变幅幅度、臂架的主臂长度以及吊钩高度确定臂架的当前位置。

起重机包括回转台和多个支腿，操作人员可以输入待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度，控制器在接收到货物中心至回转台的中心的距离与角度后，可以根据获得的数据确定待卸载货物的货物位置。控制器可以通过车身传感器获取每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离，控制器可以根据接收到的每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于回转台的偏移距离确定每个支腿伸出后的第一支撑位置。控制器可以根据起重机建立对应的极坐标系，控制器可以起重机的回转台的中心位置确定为极坐标的原点，沿臂架支架方向为0度，逆时针方向为正方向建立极坐标系，并根据每个支腿的第一支撑位置确定每个第一支撑位置在极坐标系中对应的第二支撑位置。控制器可以根据极坐标系中每个支腿的第二支撑位置确定与每个第二支撑位置对应的臂架的回转角度与臂架的变幅幅度，并根据确定的臂架的回转角度与臂架的变幅幅度确定待卸载货物的目标放置位置。其中，对于待卸载货物的目标放置位置，控制器在获取到极坐标系上每个支腿的第二支撑位置后，可以将每个支腿的第二支撑位置确定为待选位置，由于起重机有多个支腿，因此可以确定多个待选位置，并获取需求参数，其中，需求参数可以是操作人员输入的需要的目标放置位置。控制器根据获取的需求参数可以从多个待选位置中确定待卸载货物的目标放置位置。例如，起重机包含4条支腿，控制器可以获取到极坐标系上每个支腿的第二支撑位置，控制器可以将每个第二支撑位置确定为待选位置，假设此时控制器获取操作人员输入的需求参数，操作人员输入的需求参数中可以表明需要的支腿，控制器可以根据操作人员输入的需求参数从待选位置中，将操作人员需要的支腿的第二位置确定为待卸载货物的目标放置位置。

控制器通过车身传感器获取起重机的车辆参数以及通过接收操作人员输入的待卸载货物中心至回转台的中心的距离与角度可以确定臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置位置。控制器可以根据确定的臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置以及待卸载货物的目标放置位置确定臂架的吊装子任务，并确定每个子任务对应的任务起点与任务终点以及子任务的执行顺序。起重机包括吊钩，起重机可以通过吊钩对货物进行吊载，控制器可以确定待卸载货物的货物数量和吊钩的单次吊载数量，也就是吊钩每次吊载货物的数量。控制器可以根据货物的数量、吊钩的单次吊载数量以及目标放置位置确定子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点。例如，假设起重机首先需要控制起重机的吊钩移动至待卸载货物的货物位置处，此时生成了一次子任务。起重机控制吊钩将货物从待卸载货物的货物位置吊载至货物的目标放置位置为一次子任务，起重机在将货物放置到目标放置位置后，控制吊钩回到待卸载货物的货物位置也为一次子任务，假设待卸载货物的数量为4，吊钩的单次吊载数量为1，则将4个待卸载货物卸载至目标位置，并使得吊钩回到待卸载货物的货物位置处需要建立9次子任务。控制器还可以根据确定的子任务确定诶个子任务对应的任务起点和任务终点。

控制器可以确定起重机臂架的当前位置，根据臂架的当前位置和待卸载货物的货物位置可以确定吊载的初始子任务，初始子任务为控制起重机的臂架从当前位置移动至待卸载货物的货物位置。控制器可以将臂架的当前位置确定为初始子任务的任务起点，将待卸载货物的货物位置确定为初始子任务的任务终点。控制器在确定了初始子任务后，可以根据待卸载货物的货物位置和待卸载货物的目标放置确定其他子任务的任务起点和任务终点，控制器在确定其他子任务的任务起点与任务终点时，可以将上一个子任务的终点确定为当前子任务的起点，将当前子任务的任务终点确定为待卸载货物的目标放置位置、待卸载货物的货物位置以及吊钩的复位点中的任一者。

起重机臂架的执行机构可以包括臂架回转关节和臂架变幅关节，通过对臂架回转关节和臂架变幅关节进行控制从而控制臂架进行移动。在控制器确定了吊装任务的每个子任务后，控制器可以根据每个子任务的期望路径确定臂架回转关节针对每个子任务的第一期望轨迹和臂架变幅关节针对每个子任务的第二期望轨迹。确定了每个子任务的第一期望轨迹与每个子任务的第二期望轨迹后，针对每个子任务，控制器可以根据与子任务对应的第一期望轨迹确定每个子任务中臂架的期望旋转速度，同理，控制器可以根据与子任务对应的第二期望轨迹确定每个子任务中臂架的期望变幅速度。控制器可以根据确定的每个子任务中臂架的期望旋转速度与臂架的期望变幅速度确定每个子任务中臂架的期望运动速度。针对每个子任务，控制器可以控制臂架按照与每个子任务对应的期望运动速度移动，使得臂架沿与每个子任务对应的期望路径移动，从而使臂架达到期望终点。

具体地，如图3所示，假设吊装任务为将货车上的待卸载货物依次从待卸载货物所在的货物位置A吊装到起重机自身支腿作业工况的立直位置B、C、D、E，其中待卸载货物为垫板，总共有4块垫板待卸载。控制器可以通过车身传感器获得起重机的车辆参数，从而确定臂架的初始位置，操作人员可以输入待卸载货物的货物位置A的货物中心至起重机回转台的中心的距离与角度，从而确定待卸载货物的货物位置A的货物位置。控制器还可以通过车身传感器确定起重机的自身支腿的位置，从而将支腿的理智位置B、C、D、E确定为货物的目标放置位置B、C、D、E。起重机首先可以确定子吊装任务1，也就是将臂架从臂架初始位置移动至待卸载货物的货物位置A。子吊装任务1的任务起点为臂架初始位置，任务终点为待卸载货物的货物位置A，控制器可以通过起重机的环境传感器确定起重机的周边环境，并根据确定的任务起点、任务终点以及周边环境确定期望路径，以使臂架沿期望路径移动，达到任务终点。完成子吊装任务1后，控制器可以从货物位置A吊装1号垫板，此时控制器可以确定子吊装任务2，控制器可以将货物位置A作为子吊装任务2的任务起点，将目标放置位置B作为子吊装任务2的任务终点，控制器可以根据确定的任务起点与任务终点以及周边环境确定任务路径，使得起重机的臂架可以将垫板吊装至目标放置位置，到达目标放置位置B后完成子吊装任务2。以此类推，控制器可以将起重机垫板吊装任务分解成如下表所示的子吊装任务：

表1：起重机垫板吊装任务

通过上述技术方案，控制器可以通过车身传感器获取车辆的车辆参数以及通过接收操作人员输入的位姿信息，确定吊装起点与吊装终点，并根据吊装任务确定多个子任务，从而控制臂架按照子任务的移动路径运行，从而实现臂架吊装作业的自动化，提高了起重机施工准备工作的自动化程度，减轻了操作人员的工作强度。

在一个实施例中，如图4所示，提供了一种起重机400，包括：臂架401；以及被配置为执行用于臂架的控制方法的控制器402。起重机400还包括：车身传感器403，被配置为获取起重机的车辆参数；环境传感器404，被配置为获取起重机周边的环境信息；臂架回转关节405，被配置为控制臂架进行回转；臂架变幅关节406，被配置为控制臂架进行变幅；吊钩407，被配置为吊载货物；支腿408，被配置为支撑起重机；回转台409，与臂架401固定连接。控制器402中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现用于臂架的控制方法。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图5所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器A01、网络接口A02、存储器(图中未示出)和数据库(图中未示出)。其中，该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A04。该非易失性存储介质A04存储有操作系统B01、计算机程序B02和数据库(图中未示出)。该内存储器A03为非易失性存储介质A04中的操作系统B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储起重机的相关操作数据，以及操作人员输入的相关数据。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序B02被处理器A01执行时以实现一种用于臂架的控制方法。

图1为一个实施例中用于臂架的控制方法的流程示意图。应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理器或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。

存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。

计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (15)

1.一种用于臂架的控制方法，其特征在于，应用于起重机，所述控制方法包括：

在接收到吊装启动指令的情况下，确定所述臂架的当前位置、待卸载货物的货物位置和所述待卸载货物的目标放置位置；

根据所述当前位置、所述货物位置和所述目标放置位置确定所述臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序；

根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径；

按照子任务的执行顺序和每个子任务的期望路径生成与每个子任务对应的吊装执行指令；

根据所述吊装执行指令控制所述臂架按照所述子任务的执行顺序和所述吊装执行指令依次根据所述期望路径移动，直到将所述待卸载货物从所述货物位置运送至所述目标放置位置。

2.根据权利要求1所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述起重机还包括吊钩，所述根据所述当前位置、所述货物位置和所述目标放置位置确定所述臂架的子任务、每个子任务所对应的任务起点和任务终点以及子任务的执行顺序包括：

确定所述待卸载货物的货物数量和所述吊钩的单次吊载数量；

根据所述货物数量、所述当前位置、所述货物位置、所述单次吊载数量以及所述目标放置位置确定所述子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点。

3.根据权利要求2所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，根据所述货物数量、所述当前位置、所述货物位置、所述单次吊载数量以及所述目标放置位置确定所述子任务的数量以及每个子任务所对应的任务起点和任务终点包括：

确定所述臂架的当前位置；

根据所述臂架的当前位置和所述货物位置确定初始子任务，所述初始子任务的任务起点为所述当前位置，所述初始子任务的任务终点为所述货物位置；

根据所述货物位置和所述目标放置位置确定其他子任务的任务起点和任务终点，其中，每个当前子任务的任务起点为上一个子任务的任务终点，当前子任务的任务终点为所述目标放置位置、所述货物位置以及所述吊钩的复位点中的任一者。

4.根据权利要求1至3中任意一项的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述起重机还包括车身传感器和吊钩，确定所述臂架的当前位置包括：

通过所述车身传感器获取所述臂架的回转角度、所述臂架的变幅幅度、所述臂架的主臂长度以及吊钩的高度；

根据所述臂架的回转角度、所述臂架的变幅幅度、所述臂架的主臂长度以及所述吊钩高度确定所述臂架的当前位置。

5.根据权利要求1所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述起重机包括回转台，确定待卸载货物的货物位置包括：

获取所述待卸载货物中心至所述回转台的中心的距离与角度；

根据所述待卸载货物中心至所述回转台的中心的距离与角度确定所述待卸载货物的货物位置。

6.根据权利要求1所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述起重机还包括回转台和多个支腿，确定所述待卸载货物的目标放置位置包括：

获取每个支腿的全伸出长度以及每个支腿相对于所述回转台的偏移距离；

根据所述全伸出长度与所述偏移距离确定每个支腿伸出后的第一支撑位置；

根据所述回转台的中心位置确定所述每个第一支撑位置在极坐标系中所对应的第二支撑位置，其中，所述极坐标以所述回转台的中心位置为原点，沿臂架支架方向为0度，逆时针方向为正方向；

根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度；

通过所述臂架的回转角度与变幅幅度确定所述目标放置位置。

7.根据权利要求6所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述根据每个支腿的第二支撑位置确定臂架的回转角度与变幅幅度包括：

通过每个支腿的第二支撑位置确定多个待选位置；

获取需求参数；

根据所述需求参数从所述多个待选位置中确定所述待卸载货物的目标放置位置。

8.根据权利要求1所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述起重机包括环境传感器，所述根据每个子任务的任务起点和任务终点确定每个子任务的期望路径包括：

通过所述环境传感器获取所述起重机周边的环境信息；

根据所述任务起点、任务终点以及所述环境信息确定所述每个子任务的期望路径。

9.根据权利要求1所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述臂架包括臂架回转关节和臂架变幅关节，根据所述吊装执行指令控制所述臂架按照所述多个子任务的执行顺序和所述吊装执行指令依次根据所述期望路径移动包括：

根据每个子任务的期望路径确定所述臂架回转关节针对每个子任务的第一期望轨迹与所述臂架变幅关节针对每个子任务的第二期望轨迹；

针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第一期望轨迹确定所述臂架针对所述子任务的期望旋转速度；

针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第二期望轨迹确定所述臂架针对所述子任务的期望变幅速度；

根据所述期望旋转速度和所述期望变幅速度确定所述臂架针对每个子任务的期望运动速度；

针对每个子任务，控制所述臂架根据与所述子任务对应的期望运动速度移动，以使所述臂架沿所述子任务对应的期望路径移动。

10.根据权利要求9所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第一期望轨迹确定所述臂架针对所述子任务的期望旋转速度包括：

针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第一期望轨迹确定所述臂架回转关节的期望回转角度，对与所述子任务对应的期望回转角度进行时间插值以确定所述臂架针对所述子任务的期望旋转速度；

所述针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第二期望轨迹确定所述臂架针对所述子任务的期望变幅速度包括：

针对每个子任务，根据与所述子任务对应的第二期望轨迹确定所述臂架变幅关节的期望变幅角度，对与所述子任务对应的期望变幅角度进行时间插值以确定所述臂架针对所述子任务的期望变幅速度。

11.根据权利要求10所述的用于臂架的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：

针对每个子任务，根据所述子任务对应的期望路径确定所述吊钩针对所述子任务的期望高度；

针对每个子任务，对所述吊钩进行控制，以使所述吊钩的实际高度达到所述期望高度。

12.一种控制器，其特征在于，所述控制器被配置成执行根据权利要求1至11中任意一项所述的用于臂架的控制方法。

13.一种起重机，其特征在于，包括：

臂架；以及

如权利要求12所述的控制器。

14.根据权利要求13所述的起重机，其特征在于，所述起重机还包括：

车身传感器，被配置为获取所述起重机的车辆参数；

环境传感器，被配置为获取所述起重机周边的环境信息；

臂架回转关节，被配置为控制臂架进行回转；

臂架变幅关节，被配置为控制臂架进行变幅；

吊钩，被配置为吊载货物；

支腿，被配置为支撑起重机；

回转台，与所述臂架固定连接。

15.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1至11中任一项所述的用于臂架的控制方法。

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