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傳統的行車效率低、能耗高，噪音大，系統復雜，自動化程度低，其定位準確度完全依賴駕駛員的熟練程度。這種起重機的性能顯然已無法滿足生產和安全要求，尤其是在聯合儲庫復雜無序的工藝環境中，智慧庫區起重機自動控制系統的研制更是勢在必行。

“智慧庫區起重機自動控制系統關鍵技術研究與應用”擬解決四個方面的問題：一是降低生產成本，二是提高生產效率，三是穩定產品質量，四是加速數智化轉型。                                   

發現、發明及創新點：   

起重機無人駕駛系統構架

1.深度融合先進的平臺軟件、傳感技術、無線通訊技術、傳動技術、PLC處理技術以及物聯網技術，集成生產DCS系統、自動控制系統、抓斗防搖系統、大車防撞系統、鋼絲繩防脫槽裝置、物料配料系統、物流管理系統等，開發了一套集全自動、半自動、手動一體的聯合儲庫起重機無人駕駛系統，實現庫區無人化生產。                                

智慧庫區起重機自動控制系統以ICCS軟件系統為核心，向上可對接生產DCS系統（含配料系統、物流管理系統）、中控集中監控系統，向下可對接庫區地面IO分站和起重機自動控制系統，同時ICCS軟件系統可對接視頻存儲和中控室PLC，實現視頻聯動及與PLC系統的交互。

起重機無人駕駛系統軟件界面    

起重機駕駛模式包括全自動模式、半自動模式、手動模式，全自動模式由物流系統或生產DCS系統（配料系統）發送卸料與供料信號，結合庫區四維模型通過AI算法，在作業距離、滿斗率、作業安全等多個維度取得最佳作業起重機、最佳抓料點與投料點，調度起重機自動從泊車位置啟動、移向抓取點、下降抓斗、抓取物料、提升抓斗、移向放料倉、投料，然后返回泊車位置或重復動作，實現無人操控，該模式為正常生產模式；半自動模式由操作員判斷生產需求、物料狀態及料位，選擇抓取和投放位置并輸入重復的次數，起重機自動從泊車位置啟動、移向抓取點，下降抓斗、抓取物料，提升抓斗、移向進料口、稱重計量、投料、返回泊車位置或重復動作，實現半自動操控，該模式主要用于軟件系統或傳感器故障時生產；手動模式由操作員通過聯動臺或無線遙控器操縱起重機完成移動、抓斗升降、抓取、投料等動作，該模式主要用于檢修作業。                              

2.研究開發了適用于聯合儲庫環境的起重機自動定位裝置、防搖擺技術、4D成像建模技術，為起重機自動調度提供了數據基礎。           

（1）研究開發了適用于聯合儲庫環境的起重機自動定位裝置與防搖擺系統。自動定位裝置實時為系統提供起重機位置坐標，包括大車、小車以及抓斗三大機構的定位。

三大機構使用絕對坐標與相對坐標形成初精結合的定位方式，消除累計誤差，實現精準定位。  

聯合儲庫4D模型

（2）首次將基于視覺SLAM的三維形貌重建技術應用于建材聯合儲庫，通過與物流系統通訊，賦予三維模型時間信息，形成庫區物料4D模型，為起重機自動調度提供了數據基礎。

實時模擬物料輪廓形貌，起重機作業時，接收生產DCS系統生產指令，自動在作業距離、滿斗率、原材料成分、作業安全等多個維度取得最佳抓料點與卸料點，提高生產效率，穩定產品質量。       

3.采用三機構聯動和多機協同技術實現起重機自動調度和智能路徑規劃，大幅度提高了庫區物料的轉運效率。

根據生產指令合理規劃抓斗運行路徑，大車、小車、抓斗三機構同步運行，有效提升了單機效率，每作業循環縮短6-8秒；同時按最優方式規劃作業任務，合理分配起重機，實現庫區內對每臺起重機的最優協同作業，比無多機協同最大可提升35%的極限效率。