CN117945273B - 一种天车智能调度方法、装置和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种天车智能调度方法、装置和存储介质，方法包括：初始化；获取需要吊运的物料情况；获取天车的工作情况；为每个物料分配天车；为每个物料进行吊运操作。相比于现有技术，本发明在需要吊运物料的识别上，通过图像处理技术自动识别需要吊运的物料数量，自动获取吊钩参数、吊运目的地，获取修正后的吊运初始位置，通过人工智能技术获取需要吊运的物料种类，在天车的路径规划上，从全局能耗最小的角度为每个物料确定了最合适的天车，从而既减少了下钩等待时间，又减少了人工参与程度，实现了无人化、智能化管理，同时降低了能耗。

Description

一种天车智能调度方法、装置和存储介质

技术领域

本发明属于智能装载领域，尤其涉及一种天车智能调度方法、装置和存储介质。

背景技术

天车，又称桥式起重机，是安装在高架轨道上运行的一种桥架型起重机。天车由大车和小车构成，大车为一可移动式杠杆，沿铺设在工区两侧上方的轨道运动，其中搭载着供小车移动的轨道；小车为物料的直接载体，在大车提供的轨道上运行，小车下方连接电磁吸盘或机械吊具进行吊运操作。天车具备构造简单、操作方便、起重量大、不占地面作业面积等优点，因此成为物料吊运的主要工具之一，广泛应用于如集装箱码头、钢铁厂的钢卷库、钢坯库等重型物料吊运任务的各种场合。

随着智能制造产业的发展，天车也逐渐向着无人化、智能化的方向升级，无人天车也受到了越来越广泛的关注。但是现在主流的无人天车调度还是需要技术人员较多的参与度，这种方式一方面人工效率较低，无法做到实时高效，另一方面主要依据人工经验，出错率较高，同时无法兼顾到功耗的节约。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种天车智能调度方法、装置和存储介质，主要从天车调度方面节约能耗，在吊钩下钩过程中提高准确率和下钩效率，从而对于提升天车运行系统的效率、效能具有十分重要的意义。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种天车智能调度方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤10，初始化，具体包括：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴；

步骤20，获取需要吊运的物料情况，具体包括：

步骤201，利用第一摄像头获取工区的多个全景图像，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202；

步骤202，识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，进入步骤30；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运；

步骤30，获取天车的工作情况，具体包括：

步骤301，利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次进入步骤30，如果n大于0，则进入步骤302；

步骤302，为空闲的n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置获取n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)；

步骤40，为m个物料中的每个物料分配天车，具体包括：

步骤401，构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；

步骤402，构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车；

步骤50，为m个物料进行吊运操作，具体包括：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

步骤60，在所述m个物料吊运完成后，返回步骤20继续进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

优选的，所述步骤201具体包括：

步骤2011，利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像；

步骤2012，利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像；

步骤2013，分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料；

步骤2014，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202。

优选的，步骤202中的获取需要吊运的a个物料中每个物料的种类，具体包括：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，分别进行下述步骤：

步骤2021，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；

步骤2022，将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

优选的，在步骤202中利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，具体包括：对于m个物料中的每个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第三预设范围内的至少一个前景图像，通过选择的至少一个前景图像中该物料的至少一个位置坐标，对所述至少一个位置坐标取平均值，获得该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)。

优选的，所述步骤202中的天车人工调度方式具体包括：

利用第二摄像头获取物料的高清图像，将所述高清图像发送到管理端，由管理端的管理人员通过所述高清图像确定是否需要对物料进行吊运；如果需要吊运，则利用所述高清图像或者所述多个全景图像确定所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，由管理人员确定吊运目的地和调度空闲天车；将确定的吊运目的地发送给调度的空闲天车，驱动相应天车到达所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，同时发送需要人工现场指挥下钩的指令到相应的工作人员的移动终端处，相应的工作人员到达现场指挥所述天车进行下钩，然后天车进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地。

本申请还提供一种天车智能调度装置，其特征在于所述装置包括：

初始化装置，具体用于：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴；

需要吊运的物料情况获取装置，具体用于：利用第一摄像头获取工区的多个全景图像，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次获取需要吊运的物料情况；如果a大于0，则识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，则获取天车的工作情况；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运；

天车的工作情况获取装置，具体用于：利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次获取天车的工作情况，如果n大于0，则为n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)；

天车分配装置，具体用于：构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车；

吊运操作装置，具体用于：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

吊运指令控制装置，具体用于：在所述m个物料吊运完成后，则继续获取需要吊运的物料情况进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

优选的，需要吊运的物料情况获取装置还用于：利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像；利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像；分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料；获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次获取需要吊运的物料情况，如果a大于0，则获取需要吊运的a个物料中每个物料的种类。

优选的，需要吊运的物料情况获取装置还用于：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

本申请还提供一种电子装置，其包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

相比于现有技术，本发明在需要吊运物料的识别上，通过图像处理技术自动识别需要吊运的物料数量，自动获取吊钩参数、吊运目的地，获取修正后的吊运初始位置，通过人工智能技术获取需要吊运的物料种类。在天车的路径规划上，充分考虑了大车和小车的耗能情况，从全局能耗最小的角度为每个物料确定了最合适的天车。从而既减少了下钩等待时间，又减少了人工参与程度，实现了无人化、智能化管理，同时降低了能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明所述天车智能调度方法的流程图。

具体实施方式

天车吊运一件物料的操作可分为如下几个步骤：天车由天车当前位置移动到物料的吊运起始点、下钩、装载、收钩、天车吊运物料到达物料的吊运目的地、下钩、卸载、收钩。从上面过程可以看出，下钩、收钩、卸载、天车吊运物料到达物料的吊运目的地这几个步骤的耗时和耗能基本是由天车本身的参数以及吊运任务决定，几乎无法进一步压缩时间和耗能。而对于天车由天车当前位置移动到物料的吊运起始点这一步骤，本申请提出的技术方案通过合理的规划调度，选择合适的天车排程，可以有效减少天车的全局耗能，提高运转效率。对于装载这一步骤，本申请提出的技术方案，对于常规物料例如冶金工业的钢卷、工厂车间的原材料和产品、码头的集装箱等，由于其大小、形状、种类、位置等是常见的或者标准的，因此可以提前存储这些物料相应的吊钩参数，在天车移动过程中就可以通过本申请提出的天车智能调度方法快速准确的获取物料的数量、种类，根据物料的种类获取相应的吊钩参数，在天车到达下钩位置时直接根据吊钩参数，例如钩型的选择、下钩的高度，吊钩左右调整的距离、旋转的角度等下钩即可，这样可以进一步提高装载的速度。而对于没有提前存储种类的物料，例如一些临时需要吊运的物料、一些异形件或者废料等，本申请通过人工方式获取吊钩参数和吊运目的地，从而兼顾效率和复杂度。

实施例一

一种天车智能调度方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤10，初始化，具体包括：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴。

步骤20，获取需要吊运的物料情况，具体包括：

步骤201，利用第一摄像头获取工区的多个全景图像，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202。

其中，工区的背景图像通常包括工区的建筑结构、固定设备等不移动的目标。

其中，所述步骤201具体包括：

步骤2011，利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像。

步骤2012，利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像。

在本领域中，工区除了包括堆放的待吊运的物料，还包括运输这些物料的车辆等目标，而通过背景减除法获得的前景目标，包括了上述车辆等非物料目标，因此需要通过步骤2013，对前景图像中的目标是否属于需要吊运的物料进行判断。

步骤2013，分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料。

由于工区中的每种物料通常都具有固定的堆放位置，通常情况下，其实际堆放位置与服务器中预先存储的该种物料的吊运初始位置不会存在较大出入，因此，可以通过判断一定时间内采集的多张图片判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，如果在大部分图片中某一目标的位置在第一预设范围内，则说明该目标属于堆放的物料，相反，则该目标可能是移动的车辆等不属于需要吊运的物料。

步骤2014，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202。

在前景图像中排除了不属于需要吊运的物料后，就可以计算出需要吊运的物料数量a。如果数量为0，则说明没有需要吊运的物料，此时间隔预定周期后再次获取需要吊运的物料情况，如果大于0，则说明有需要吊运的物料，此时为了提高吊运的自动化程度，通过步骤202，以图像处理技术和人工智能技术自动获取物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地等。

步骤202，识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，进入步骤30；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运。

通常情况下，由于工区中的每种物料通常都具有固定的堆放位置，可以通过需要吊运的物料的位置查询服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表确定后续的物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地等。但是存在运输车辆将物料堆放错误的情形，万一将错误的物料吊运到下一个工序，例如冶金工区，则可能出现灾难性的后果，因此，需要对物料的种类进行重新判断。

其中，获取需要吊运的a个物料中每个物料的种类，具体包括：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，分别进行下述步骤：

步骤2021，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；

步骤2022，将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

其中，第二预设范围小于第一预设范围。本申请通过选择接近吊运初始位置的至少一个前景图像，进行剪裁、求取均值，使得获取的该物料的均值区域图像更加精确，从而提高物料种类判断的准确性。

其中，虽然每种物料的实际堆放位置与服务器中预先存储的该种物料的吊运初始位置不会存在较大出入，可以直接查询吊钩参数进行吊运，但是对于精确的吊运作业来说，如果吊钩参数不匹配实际情况，可以导致吊钩位置没有处于最佳位置，存在安全隐患，因此，需要通过图像处理方式，获取该物料的修正后的吊运初始位置。

具体包括：对于m个物料中的每个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第三预设范围内的至少一个前景图像，通过选择的至少一个前景图像中该物料的至少一个位置坐标，对所述至少一个位置坐标取平均值，获得该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)。

其中，第三预设范围小于第二预设范围。通过选择更加接近吊运初始位置的至少一个前景图像，确定物料的修正后的吊运初始位置，从而使得吊钩能够精准的进行左右调整、旋转等下钩操作，确保吊运安全。

在本申请中，为了兼顾计算资源消耗和自动化程度，对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运，具体包括：利用第二摄像头获取物料的高清图像，将所述高清图像发送到管理端，由管理端的管理人员通过所述高清图像确定是否需要对物料进行吊运；如果需要吊运，则利用所述高清图像或者所述多个全景图像确定所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，由管理人员确定吊运目的地和调度空闲天车；将确定的吊运目的地发送给调度的空闲天车，驱动相应天车到达所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，同时发送需要人工现场指挥下钩的指令到相应的工作人员的移动终端处，相应的工作人员到达现场指挥所述天车进行下钩，然后天车进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地。

步骤30，获取天车的工作情况，具体包括：

步骤301，利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次进入步骤30，如果n大于0，则进入步骤302；

步骤302，为空闲的n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置获取n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)。

本申请在天车的路径规划上，充分考虑了大车和小车的耗能情况，从全局能耗最小的角度为每个物料确定了最合适的天车。

步骤40，为m个物料中的每个物料分配天车，具体包括：

步骤401，构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；

步骤402，构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车。

步骤50，为m个物料进行吊运操作，具体包括：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

步骤60，在所述m个物料吊运完成后，返回步骤20继续进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

实施例二

本发明还提出一种一种天车智能调度装置，其特征在于所述装置包括：

初始化装置，具体用于：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴；

需要吊运的物料情况获取装置，具体用于：利用第一摄像头获取工区的多个全景图像，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次获取需要吊运的物料情况；如果a大于0，则识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，则获取天车的工作情况；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运；

天车的工作情况获取装置，具体用于：利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次获取天车的工作情况，如果n大于0，则为n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)；

天车分配装置，具体用于：构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车；

吊运操作装置，具体用于：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

吊运指令控制装置，具体用于：在所述m个物料吊运完成后，则继续获取需要吊运的物料情况进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

优选的，需要吊运的物料情况获取装置还用于：利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像；利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像；分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料；获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次获取需要吊运的物料情况，如果a大于0，则获取需要吊运的a个物料中每个物料的种类。

优选的，需要吊运的物料情况获取装置还用于：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

要理解本文所述的实施例可以由硬件、软件、固件、中间件、微代码或其任意组合来实现。对于硬件实现方式，处理单元可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理器件(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、处理器、控制器、微控制器、微处理器、被设计以执行本文所述功能的其他电子单元、或其组合内实现。当以软件、固件、中间件或微代码、程序代码或代码段来实现实施例时，可以将它们存储在诸如存储组件的机器可读介质中。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (8)

1.一种天车智能调度方法，其特征在于所述方法包括如下步骤：

步骤10，初始化，具体包括：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴；

步骤20，获取需要吊运的物料情况，具体包括：

步骤201，利用第一摄像头获取工区的多个全景图像，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202；

所述步骤201具体包括：

步骤2011，利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像；

步骤2012，利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像；

步骤2013，分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料；

步骤2014，通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次进入步骤20，如果a大于0，则进入步骤202；

步骤202，识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，进入步骤30；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运；

步骤30，获取天车的工作情况，具体包括：

步骤301，利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次进入步骤30，如果n大于0，则进入步骤302；

步骤302，为空闲的n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置获取n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)；

步骤40，为m个物料中的每个物料分配天车，具体包括：

步骤401，构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；

步骤402，构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车；

步骤50，为m个物料进行吊运操作，具体包括：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

步骤60，在所述m个物料吊运完成后，返回步骤20继续进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

2.根据权利要求1所述的天车智能调度方法，其特征在于：步骤202中的获取需要吊运的a个物料中每个物料的种类，具体包括：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，分别进行下述步骤：

步骤2021，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；

步骤2022，将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

3.根据权利要求1所述的天车智能调度方法，其特征在于：在步骤202中利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，具体包括：对于m个物料中的每个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第三预设范围内的至少一个前景图像，通过选择的至少一个前景图像中该物料的至少一个位置坐标，对所述至少一个位置坐标取平均值，获得该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)。

4.根据权利要求1所述的天车智能调度方法，其特征在于：所述步骤202中的天车人工调度方式具体包括：

利用第二摄像头获取物料的高清图像，将所述高清图像发送到管理端，由管理端的管理人员通过所述高清图像确定是否需要对物料进行吊运；如果需要吊运，则利用所述高清图像或者所述多个全景图像确定所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，由管理人员确定吊运目的地和调度空闲天车；将确定的吊运目的地发送给调度的空闲天车，驱动相应天车到达所述需要吊运物料的修正后的吊运初始位置，同时发送需要人工现场指挥下钩的指令到相应的工作人员的移动终端处，相应的工作人员到达现场指挥所述天车进行下钩，然后天车进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地。

5.一种天车智能调度装置，其特征在于所述装置包括：

初始化装置，具体用于：在服务器中预先存储物料的种类、吊钩参数、吊运初始位置、吊运目的地之间的对应关系表以及预先存储工区的背景图像，建立立体空间坐标系，小车移动方向为x轴，大车移动方向为y轴，吊钩移动方向为z轴；

需要吊运的物料情况获取装置，具体用于：利用第一摄像头以预定频率获取工区的多个全景图像；利用所述多个全景图像与所述背景图像，通过背景减除法，获取多个前景图像；分析所述多个前景图像，获得每个前景图像中出现目标的位置，判断所述目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置是否在第一预设范围内，对于某一目标，如果所述多个前景图像中超过设定数量的前景图像中出现的该目标的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第一预设范围内，则认为该目标是需要吊运的物料，否则认为该目标不是需要吊运的物料；通过所述多个全景图像和背景图像，获取需要吊运的物料数量a，其中a为大于等于0的自然数，如果a为0，则间隔预定周期t₁后再次获取需要吊运的物料情况；如果a大于0，则识别需要吊运的a个物料中每个物料的种类，对于其种类记载在服务器的对应关系表中的m个物料，为所述m个物料分配物料标记，其中m为大于0且小于等于a的自然数，所述物料标记用i表示，i∈(1,m)，并利用所述多个前景图像为m个物料中的每个物料确定修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，则获取天车的工作情况；对于其种类没有记载在服务器的对应关系表中的物料，则采用天车人工调度方式对该物料进行吊运；

天车的工作情况获取装置，具体用于：利用运动传感器判断每个天车的状态，如果天车的大车、小车以及吊钩均处于静止状态，则判断所述天车处于空闲状态，获取处于空闲状态的天车数量n，其中n为大于等于0的自然数，如果n为0，则间隔预定周期t₂后再次获取天车的工作情况，如果n大于0，则为n个天车分配天车标记，其中所述天车标记用j表示，j∈(1,n)，利用定位装置n个天车中每个天车的当前位置(x_2j,y_2j)；

天车分配装置，具体用于：构建一个m×n维的矩阵Q，其中，所述矩阵Q中的每个元素q_ij表示第j号天车移动到第i号物料上方时所消耗的能量，q_ij＝α|x_2j-x_1i|+β|y_2j-y_1i|，其中，α为小车的能耗系数，β为大车的能耗系数；构建一个m×n维的矩阵P，通过最小化的结果来求解该矩阵P，其中，矩阵P中的元素p_ij为1，则表示为第i号物料分配第j号天车，矩阵P中的元素p_ij为0，则表示不为第i号物料分配第j号天车；

吊运操作装置，具体用于：对于m个物料中的每个物料，在所述对应关系表中查询该物料的种类对应的吊钩参数和吊运目的地，驱动相应天车到达该物料的修正后的吊运初始位置(x_1i,y_1i)，控制所述天车按照所述吊钩参数进行吊运作业，将物料吊运到所述吊运目的地；

吊运指令控制装置，具体用于：在所述m个物料吊运完成后，则继续获取需要吊运的物料情况进行吊运作业，直至收到结束吊运作业指令，则结束所述天车智能调度方法。

6.根据权利要求5所述的天车智能调度装置，其特征在于：需要吊运的物料情况获取装置还用于：对于a个需要吊运的物料中的每一个物料，从多个前景图像中选择该物料出现的位置与服务器中预先存储的吊运初始位置在第二预设范围内的至少一个前景图像，从选择的至少一个前景图像中剪裁包括该物料的区域形成该物料的至少一个区域图像，对所述至少一个区域图像进行像素值平均，获得该物料的均值区域图像；将所述均值区域图像进行归一化处理后得到标准大小的标准均值区域图像，将所述标准均值区域图像输入卷积神经网络获得该物料的种类。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。

8.一种电子装置，其包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行存储器中存储的计算机程序，该程序被处理器执行时实现权利要求1-4任一项所述方法的步骤。