【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及工程機械領域，具體地，涉及一種協同控制方法、協同控制系統及工程機械群。
技術介紹
1、隨著大型施工工程日益增多，多種類施工設備共存、高密度施工環境、高效率施工節奏成為常態。多機同時施工，時空沖突，碰撞風險高，一旦發生安全事故，將對設備承包方、施工承擔方造成資質下降、工程延期等巨大損失。
2、發生時空沖突時，一般由協調人員與操作人員相互溝通來完成避讓動作，存在溝通不及時、溝通理解偏差且調度人員無法進行統一的資源調度等問題，這導致溝通耗時長、設備等待時間長且施工效率低。
3、現有的塔吊群防碰撞策略針對的是有人操控塔吊，針對可能發生碰撞的情況，簡單地控制設備停止運動，最終需要由人來協調設備避讓。這種方法沒有給設備分析出解決此碰撞風險的措施，需要由吊塔司機根據具體情況進行協調判斷，故其無法適用于自動化作業的機群。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是提供一種協同控制方法、協同控制系統及工程機械群，其基于設備關節運動趨勢預測、設備各關節運動狀態的動態安全閾值計算、現場施工工法避讓原則和方法，自動控制設備協同作業，能夠保證運動慣性較大的工程機械設備及時檢測到碰撞風險，采取安全避讓措施。
2、為了實現上述目的，本專利技術第一方面提供一種協同控制方法，所述協同控制方法包括：根據第一設備的第一關節與第二設備的第二關節的運動位姿，對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測；在所述相對運動趨勢表明所述第一關節與所述第二關節存在接近趨勢的情況下
3、優選地，所述協同控制方法還包括：確定所述第一設備的水平作業區域與所述第二設備的水平作業區域；在所述第一設備的水平作業區域與所述第二設備的水平作業區域存在重疊的情況下，確定所述第一設備與所述第二設備共享的限定關節碰撞區域及所述第一設備與所述第二設備各自的臨界碰撞風險區域；以及在所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節分別進入各自的臨界碰撞風險區域的情況下，執行所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測的步驟，其中，所述限定關節碰撞區域為由所述第一設備的回轉中心、第一臨界碰撞點、所述第二設備的回轉中心及第二臨界碰撞點形成的四邊形區域；所述第一設備的臨界碰撞風險區域為所述第一設備的回轉關節以當前速度平穩停下剛好進入所述限定關節碰撞區域時，所述第一設備的回轉關節轉過的角度區域；以及所述第二設備的臨界碰撞風險區域為所述第二設備的回轉關節以當前速度平穩停下剛好進入所述限定關節碰撞區域時，所述第二設備的回轉關節轉過的角度區域其中，在所述第一關節與所述第二關節均為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：在所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節滿足水平接近條件的情況下，確定所述第一關節與所述第二關節在水平方向上存在接近趨勢。優選地，所述水平接近條件包括以下至少一項：所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節進入限定關節碰撞區域；所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節同時進入各自的臨界碰撞風險區域；所述第一設備的回轉關節進入所述第一設備的限定關節碰撞區域且所述第二設備的回轉關節進入所述第二設備的臨界碰撞風險區域；所述第二設備的回轉關節進入所述第二設備的限定關節碰撞區域且所述第一設備的回轉關節進入所述第一設備的臨界碰撞風險區域；所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節分別在多個連續周期內朝同一方向回轉。
4、優選地，所述第一臨界碰撞點與所述第二臨界碰撞點為所述第一設備的水平作業區域的輪廓與所述第二設備的水平作業區域的輪廓的交叉點。
5、優選地，在所述第一設備的變幅關節末端高于所述第二設備的回轉關節上側、所述第一關節為變幅關節且所述第二關節為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：確定所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域；以及在所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域滿足第一垂直接近條件的情況下，確定所述第一關節與所述第二關節在垂直方向上存在接近趨勢，其中，所述第一設備的垂直作業區域為以所述第一設備的變幅關節的水平投影長度為長且以所述第一設備的變幅關節末端到所述第二設備的變幅關節下側的垂直距離為寬的矩形區域；以及所述第二設備的垂直作業區域為以所述第二設備的回轉關節的水平投影長度為長且以所述第二設備的回轉關節末端到所述第二設備的起升關節末端的垂直距離為寬的矩形區域。
6、優選地，所述第一垂直接近條件包括：所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域之間的水平距離在多個連續周期內減小。
7、優選地，在所述第一設備的變幅關節末端低于所述第二設備的回轉關節下側、所述第一關節為變幅關節且所述第二關節為變幅關節或起升關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：確定所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域；以及在所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域滿足第二垂直接近條件的情況下，確定所述第一關節與所述第二關節在垂直方向上存在接近趨勢，其中，所述第一設備的垂直作業區域為以所述第一設備的變幅關節的水平投影長度為長且以所述第一設備的變幅關節末端到所述第一設備的起升關節末端的垂直距離為寬的矩形區域；以及所述第二設備的垂直作業區域為以所述第二設備的回轉中心到變幅關節外側的水平距離為長且以所述第二設備的變幅關節到所述第二設備的起升關節末端的垂直距離為寬的矩形區域。
8、優選地，所述第二垂直接近條件包括：所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域在垂直方向上存在重疊但在水平方向上未重疊，并且所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域之間的水平距離在多個連續周期內減小；或者所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域在水平方向上存在重疊但在垂直方向上未重疊，并且所述第一設備的垂直作業區域與所述第二設備的垂直作業區域之間的垂直距離在多個連續周期內減小。
9、優選地，所述確定用于所述第一關節與所述第二關節的控制策略包括：根據所述第一關節的速度與所述第二關節的速度、所述第一設備與所述第二設備的總慣性參數及第一對應關系，確定控制時機閾值，其中，所述第一對應關系為第一關節速度、第二關節速度、控制時機與慣性參數四者之間的對應關系；以及根據所述控制時機閾值及所述第一關節與所述第二關節之間的關節相對距離，確定所述控制策略。
10、優選地，在所述控制時機閾值包括第一閾值、第二閾本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種協同控制方法，其特征在于，所述協同控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的協同控制方法，其特征在于，所述協同控制方法還包括：
3.根據權利要求2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一關節與所述第二關節均為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：
4.根據權利要求3所述的協同控制方法，其特征在于，所述第一臨界碰撞點與所述第二臨界碰撞點為所述第一設備的水平作業區域的輪廓與所述第二設備的水平作業區域的輪廓的交叉點。
5.根據權利要求1或2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的變幅關節末端高于所述第二設備的回轉關節上側、所述第一關節為變幅關節且所述第二關節為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：
6.根據權利要求5所述的協同控制方法，其特征在于，所述第一垂直接近條件包括：
7.根據權利要求1或2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的變幅關節末端低于所述第二設備的回轉關節下側、所述第一關節為變幅關節且所
8.根據權利要求7所述的協同控制方法，其特征在于，所述第二垂直接近條件包括：
9.根據權利要求1所述的協同控制方法，其特征在于，所述確定用于所述第一關節與所述第二關節的控制策略包括：
10.根據權利要求9所述的協同控制方法，其特征在于，在所述控制時機閾值包括第一閾值、第二閾值和第三閾值的情況下，所述確定所述控制策略包括：
11.根據權利要求10所述的協同控制方法，其特征在于，所述第一閾值為所述第一關節與所述第二關節以速度閾值運行第一預設時間而不發生碰撞的關節相對距離，
12.根據權利要求10所述的協同控制方法，其特征在于，所述控制所述第一關節執行所述控制策略中的第一子控制策略以及所述第二關節執行所述控制策略中的第二子控制策略包括：
13.根據權利要求2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的回轉關節與所述第二設備的回轉關節分別進入各自的臨界碰撞風險區域的情況下，所述協同控制方法還包括：
14.根據權利要求2或13所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的變幅關節末端高于所述第二設備的回轉關節上側的情況下，所述第一設備的水平作業區域為以所述第一設備的回轉中心為圓心且以所述變幅關節的水平投影長度為半徑的圓形區域，以及所述第二設備的水平作業區域為以所述第二設備的回轉中心為圓心且以所述回轉中心到臂架末端的水平距離為半徑的圓形區域；或者
15.一種協同控制系統，其特征在于，所述協同控制系統包括：
16.一種工程機械群，其特征在于，所述工程機械群包括：
...【技術特征摘要】
1.一種協同控制方法，其特征在于，所述協同控制方法包括：
2.根據權利要求1所述的協同控制方法，其特征在于，所述協同控制方法還包括：
3.根據權利要求2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一關節與所述第二關節均為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：
4.根據權利要求3所述的協同控制方法，其特征在于，所述第一臨界碰撞點與所述第二臨界碰撞點為所述第一設備的水平作業區域的輪廓與所述第二設備的水平作業區域的輪廓的交叉點。
5.根據權利要求1或2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的變幅關節末端高于所述第二設備的回轉關節上側、所述第一關節為變幅關節且所述第二關節為回轉關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：
6.根據權利要求5所述的協同控制方法，其特征在于，所述第一垂直接近條件包括：
7.根據權利要求1或2所述的協同控制方法，其特征在于，在所述第一設備的變幅關節末端低于所述第二設備的回轉關節下側、所述第一關節為變幅關節且所述第二關節為變幅關節或起升關節的情況下，所述對所述第一關節與所述第二關節之間的相對運動趨勢進行預測包括：
8.根據權利要求7所述的協同控制方法，其特征在于，所述第二垂直接近條件包括：
9.根據權利要求1所述的協同控制方法，其...
【專利技術屬性】
技術研發人員：余闖，于曉穎，付玲，林能發，陳耀琦，曾維國，
申請(專利權)人：中聯重科股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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