面向无人化与高效率的智能库区关键技术及应用

1）技术架构

针对长材库区一系列的技术难题，北京科技大学设计了全新的天车控制与智能库管的建设方案：

（1）针对长材库区的钢材堆垛的识别问题，开发了基于机器视觉的库区地图三维重构系统，通过自主开发的视觉检测系统，实现对整个库区的实时动态扫描重构；

（2）针对无人天车吊运过程的定位精度需求，开发了融合机器视觉库位是别的精准定位控制技术，通过视觉扫描信息对定位控制进行校核修正，实现仿人操作的“手-眼协同”闭环控制；

（3）针对无人天车吊运过程稳定控制需求，开发了自主知识产权的模糊变增益防摇摆控制技术，以及四轴联动的多段路径协同过渡控制技术，保证整个吊运过程的高效率与稳定性；

（4）针对整个库区建立了多部天车、地面设备、发运设备协同的多智能体物流智能调度系统，并贯通与衔接上下游信息流与销售发运系统，有效提升库区运行效率，释放上游产能；

（5）自主开发了汽车停车位自动车辆扫描系统，实现对汽车轮廓以及车载物料的自动识别，扫描时间500ms内，扫描精度25mm以内，保证了全自动汽车装车的顺利实现。

2）难点和创新点

（1）研发了库区物料的全流程跟踪及优化调度系统，包括物料垛位智能决策、多车集群动态调度、天车路径规划等关键模型，有效降低倒垛率，提升库区运行效率。

（2）研发了库区、运输车辆及车载物料三维重构和特征识别的激光雷达检测设备，实现瞬态高精度扫描检测。

（3）研发了长材无人天车的精准控制模型及设备，具有机器视觉闭环定位控制、吊具防摇摆模糊变增益控制、多路径协同过渡控制、多车防撞动态控制等功能，保证了长材无人吊运的安全、精准、高效。

（4）通过开发融合工业5G与数字孪生技术的长材库区集控系统，提升了整个库区智能化水平。

3）成果鉴定及获奖

项目具有完全自主知识产权，并于2021年12月份进行了科技成果鉴定，与会专家一致认为，该项科技成果创新性强，整体技术达到国际领先水平。项目先后获得冶金科学技术奖一等奖、安徽省科技进步奖二等奖、中物联科技进步奖二等奖等奖项。