自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法与流程

1.本发明涉及智慧工地技术领域，尤其涉及自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法。


背景技术：

2.目前，高速公路护拦板安装均是由人工操作的，人工操作的劳动强度很大。
3.护拦板安装过程是由人（多人）从地面抬起护拦板（通常是标准的三波板，重102kg），靠上护栏桩，然后拧螺丝。由于正对护栏桩的护拦板一侧在地面上是“朝上”的，用机械方式抬起护拦板时就要实现“护拦板反转”才能靠上护栏桩，然后拧螺丝，操作不方便。


技术实现要素：

4.基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法。
5.本发明提出的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，包括以下步骤：s1将若干块护拦板放置在装置本体上，装置本体有一定可放置的护拦板空间，护拦板处于“平躺”状态；s2设置吸盘将护拦板吸起，并移动到一个可使护拦板反转的设备上，装置本体有一定可放置翻转设备的空间，护拦板仍处于“平躺”状态；s3翻转设备可侧面向前带动护拦板一起移动，设置移动的最大距离，实际移动时按与护栏桩的距离受控制要求移动；s4当护拦板靠近护栏桩一定距离时，翻转设备实现反转，使护拦板处于“树立”与护栏桩保持平行状态；s5翻转设备要实现“左右”、“上下”的一定程度运动，手动完成；s6翻转设备继续移动直至靠上护栏桩。
6.优选的，所述步骤s3通过采用ccd摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像，提供装置本体所需的距离数据，并根据所提供的距离数据统一建立模糊数据模型，对最大距离之内和护拦板与护栏桩距离数据，设置二个隶属度参数，在实施中让系统自适应改变，其初始值为0.5cm。
7.优选的，所述步骤s3基于模糊控制理论的模糊控制算法进行路径规划、模糊控制、自适应参数整定。
8.优选的，基于模糊控制理论的模糊控制算法设计思路为：将超声波传感器或激光雷达传感器采集到的安装点距离及同一时刻伺服驱动器控制超声波传感器或激光雷达传感器转动的角度输入模糊控制算法，将安装点距离分为负大、负小、零、正小、正大5个模糊集，分别表示距离为很远、较远、适中、较近、很近，将角度分为负小、零、正小3个模糊集，分别表示为左前方、中间、右前方，由模糊控制算法输出翻转设备的运动速度，运动速度表示为直行、原地左转、原地右转。
9.优选的，所述安装点的模糊集定义为{负大、负小、零、正小、正大}；安装点与翻转设备中心点之间角度的模糊集定义为{负小、零、正小}；机器人速度的模糊集定义为{直行、原地左转、原地右转}。
10.优选的，所述ccd摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。
11.优选的，所述翻转设备为自动翻转机。
12.优选的，所述翻转设备置于柴油车的框架上。
13.本发明中，所述自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，置于最普通的“柴油车”框架的设备上，制造简单，动力由“柴油发动机”提供，动力足够、续航容易，控制器与执行器构成及制造简单，控制算法，包括路径规划、参数整定等自动完成，无需繁琐的人为调整，系统维护简单。
附图说明
14.图1为本发明提出的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法的流程示意图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
16.参照图1，自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，包括以下步骤：s1将若干块护拦板放置在装置本体上，装置本体有一定可放置的护拦板空间，护拦板处于“平躺”状态；s2设置吸盘将护拦板吸起，并移动到一个可使护拦板反转的设备上，装置本体有一定可放置翻转设备的空间，护拦板仍处于“平躺”状态；s3翻转设备可侧面向前带动护拦板一起移动，设置移动的最大距离，实际移动时按与护栏桩的距离受控制要求移动；s4当护拦板靠近护栏桩一定距离时，翻转设备实现反转，使护拦板处于“树立”与护栏桩保持平行状态；s5翻转设备要实现“左右”、“上下”的一定程度运动，手动完成；s6翻转设备继续移动直至靠上护栏桩。
17.本发明中，所述步骤s3通过采用ccd摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像，提供装置本体所需的距离数据，并根据所提供的距离数据统一建立模糊数据模型，对最大距离之内和护拦板与护栏桩距离数据，设置二个隶属度参数，在实施中让系统自适应改变，其初始值为0.5cm。
18.本发明中，所述步骤s3基于模糊控制理论的模糊控制算法进行路径规划、模糊控制、自适应参数整定。
19.本发明中，基于模糊控制理论的模糊控制算法设计思路为：将超声波传感器或激光雷达传感器采集到的安装点距离及同一时刻伺服驱动器控制超声波传感器或激光雷达传感器转动的角度输入模糊控制算法，将安装点距离分为负大、负小、零、正小、正大5个模
糊集，分别表示距离为很远、较远、适中、较近、很近，将角度分为负小、零、正小3个模糊集，分别表示为左前方、中间、右前方，由模糊控制算法输出翻转设备的运动速度，运动速度表示为直行、原地左转、原地右转。
20.本发明中，所述安装点的模糊集定义为{负大、负小、零、正小、正大}；安装点与翻转设备中心点之间角度的模糊集定义为{负小、零、正小}；机器人速度的模糊集定义为{直行、原地左转、原地右转}。
21.本发明中，所述ccd摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。
22.本发明中，所述翻转设备为自动翻转机。
23.本发明中，所述翻转设备置于柴油车的框架上。
24.本发明：将若干块护拦板放置在装置本体上，装置本体有一定可放置的护拦板空间，护拦板处于“平躺”状态；设置吸盘将护拦板吸起，并移动到一个可使护拦板反转的设备上，装置本体有一定可放置翻转设备的空间，护拦板仍处于“平躺”状态；翻转设备可侧面向前带动护拦板一起移动，设置移动的最大距离，实际移动时按与护栏桩的距离受控制要求移动；当护拦板靠近护栏桩一定距离时，翻转设备实现反转，使护拦板处于“树立”与护栏桩保持平行状态；翻转设备要实现“左右”、“上下”的一定程度运动，手动完成；翻转设备继续移动直至靠上护栏桩。
25.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，包括以下步骤：s1将若干块护拦板放置在装置本体上，装置本体有一定可放置的护拦板空间，护拦板处于“平躺”状态；s2设置吸盘将护拦板吸起，并移动到一个可使护拦板反转的设备上，装置本体有一定可放置翻转设备的空间，护拦板仍处于“平躺”状态；s3翻转设备可侧面向前带动护拦板一起移动，设置移动的最大距离，实际移动时按与护栏桩的距离受控制要求移动；s4当护拦板靠近护栏桩一定距离时，翻转设备实现反转，使护拦板处于“树立”与护栏桩保持平行状态；s5翻转设备要实现“左右”、“上下”的一定程度运动，手动完成；s6翻转设备继续移动直至靠上护栏桩。2.根据权利要求1所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述步骤s3通过采用ccd摄像机获取对护拦板安装过程中所涉及目标三维距离图像，提供装置本体所需的距离数据，并根据所提供的距离数据统一建立模糊数据模型，对最大距离之内和护拦板与护栏桩距离数据，设置二个隶属度参数，在实施中让系统自适应改变，其初始值为0.5cm。3.根据权利要求1所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述步骤s3基于模糊控制理论的模糊控制算法进行路径规划、模糊控制、自适应参数整定。4.根据权利要求3所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，基于模糊控制理论的模糊控制算法设计思路为：将超声波传感器或激光雷达传感器采集到的安装点距离及同一时刻伺服驱动器控制超声波传感器或激光雷达传感器转动的角度输入模糊控制算法，将安装点距离分为负大、负小、零、正小、正大5个模糊集，分别表示距离为很远、较远、适中、较近、很近，将角度分为负小、零、正小3个模糊集，分别表示为左前方、中间、右前方，由模糊控制算法输出翻转设备的运动速度，运动速度表示为直行、原地左转、原地右转。5.根据权利要求4所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述安装点的模糊集定义为{负大、负小、零、正小、正大}；安装点与翻转设备中心点之间角度的模糊集定义为{负小、零、正小}；机器人速度的模糊集定义为{直行、原地左转、原地右转}。6.根据权利要求2所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述ccd摄像机包括多个位于隔开位置的分散的摄像机，以拍摄多个角度对象的场景。7.根据权利要求1所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述翻转设备为自动翻转机。8.根据权利要求1所述的自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，其特征在于，所述翻转设备置于柴油车的框架上。

技术总结
本发明公开了自动护拦板反转装置模糊控制设计与实现方法，包括以下步骤：将若干块护拦板放置在装置本体上，装置本体有一定可放置的护拦板空间，护拦板处于“平躺”状态；设置吸盘将护拦板吸起，并移动到一个可使护拦板反转的设备上，装置本体有一定可放置翻转设备的空间，护拦板仍处于“平躺”状态；翻转设备可侧面向前带动护拦板一起移动，设置移动的最大距离，实际移动时按与护栏桩的距离受控制要求移动。本发明置于最普通的“柴油车”框架的设备上，制造简单，动力由“柴油发动机”提供，动力足够、续航容易，控制器与执行器构成及制造简单，控制算法，包括路径规划、参数整定等自动完成，无需繁琐的人为调整，系统维护简单。系统维护简单。系统维护简单。


技术研发人员：费树岷 谈建军 王彬彬 费然
受保护的技术使用者：南京东奇智能制造研究院有限公司
技术研发日：2021.09.29
技术公布日：2022/2/28