在干扰风险下用于悬臂的自主安全定向的自动控制方法与流程

1.本发明总体上涉及起重机，尤其是塔式起重机的技术领域。本发明还涉及执行该控制方法的控制系统，以及配备有所述控制系统的起重机。
2.本发明更具体地涉及一种起重机控制方法，其中起重机的悬臂在自动控制状态下是可控的，目的是避免与相邻障碍物碰撞，尤其是相邻起重机的悬臂。
3.因此，本发明在安装并使用至少两台起重机的现场发现最受欢迎的应用，这些起重机的悬臂在相交的工作圆形区域中操作。


背景技术：

4.众所周知，由于地势起伏，可能需要在现场安装并使用多台起重机以覆盖整个建造区域，和/或以实现应用环境的目标。但是，根据起重机安装的位置和分配给它们的任务，它们的作用场地(描述为圆形区域)可能部分重叠。由这些重叠区域(称为干扰区域)引起的问题是，共享干扰区域的起重机在其定向运动期间存在或高或低的风险可能会干扰所谓的干扰区域，并且在最坏的情况下发生碰撞。
5.在不可避免的存在干扰区域的情况下，现场的管理人员必须强制性地为起重机配备安全装置，以防止这些干扰和碰撞的风险，比如：防碰撞系统持续地监测并检测在起重机定向运动中起重机的悬臂是否会遇到障碍物(如另一台起重机的悬臂)；或者工作空间/行程限制器，例如定向限制器。通常，这些装备与控制其定向运动的起重机的控制/命令系统连接并通信。
6.在这种现场，当所有起重机操作者已离开其控制站时，通常将所有的起重机置于风向标状态或停用状态，在这种该状态下，每个定向制动器都被释放，并且悬臂在风的作用下自由转动，从而自然地在风中自身对齐。
7.另一方面，在其中一个起重机处于起重机操作者正在操作的工作状态并且相邻起重机的起重机操作者不在其控制站的特定情况下，必须并且已知的是，将该相邻起重机置于其悬臂的定向的自动控制的状态，使得该相邻起重机不会干扰处于工作状态的起重机的悬臂。
8.由控制/命令系统执行的许多自动控制方法在文献中是可用的，比如下文引用的那些方法，其目的是自动地定向悬臂，以便限制或甚至消除在至少一个干扰区域中的任何干扰风险，以及因此发生碰撞的可能性。
9.文献fr2537119公开了一种应用于两个起重机的自动控制方法，这两个起重机的悬臂在干扰区域中彼此飞越，两个起重机中的第一个的悬臂配备有微波发射器，并且两个起重机中的第二个的悬臂配备有微波接收器。当第二起重机的接收器接收到来自第一起重机的发射器的信号时，两个起重机的悬臂之间的碰撞风险被检测到。在检测到碰撞风险的情况下，自动控制方法被预测以阻止实施第一起重机和/或第二起重机的一个或多个运动的操纵命令。
10.文献ep3495310、ep3495311和fr3030496公开了自动控制方法，其中如果位于干扰
区域中的第一起重机的防碰撞系统检测到与第二起重机的碰撞风险，则所述第一起重机执行定向，以便首先离开干扰区域，然后将其自身定位在一种配置中，使得悬臂与风对齐或在基本上平行于风的方向上，该定向根据定向方向完成，使得第一起重机尽可能少地穿过干扰区域。
11.文献us2020/0399098涉及一种自动控制方法，其被设计成使得在运行中的第一起重机和未运行的第二起重机之间存在干扰的风险的情况下，第一起重机停止，然后与第二起重机通信，使得该第二起重机开始运行，并且在与第一起重机的运动相对的定向方向上执行定向，直到两个起重机之间不再存在任何干扰的风险。一旦第二起重机处于安全配置，则第一起重机重新启动并再次继续其定向，从而执行分配给它的任务。
12.类似地，文献fr2876992提出了一种用于将一组干扰起重机带入风向标位置的自动化方法，其中，每个起重机包括自动机，在该自动机中分析与相关起重机的当前状态有关的数据，并将这些数据传送至其他起重机的自动机，并且其特征在于，风向标信号由每个起重机发出，并且其中起重机的自动机仅在由每个其他起重机的自动机发送的信号向其指示工作悬臂未扫过停用的起重机的悬臂所扫过的区域时，才授权将该起重机有效地带入风向标位置。
13.不管它们的性能和效率，这些自动化方法的缺点在于，它们的实施都需要通过硬件和/或软件和/或协议解决方案的设计使干扰的起重机彼此通信，从而允许起重机之间实时地交换干扰计算所需的信息(如在ep3495310、ep3495311和fr3030496的情况下)、运动和停止指令(us2020/0399098)；或者甚至建立优先级规则，该优先级规则(除其他事项外)确定当检测到两台起重机之间的干扰风险时，一台起重机优先于第二起重机的条件，例如取决于它们的状态(工作、空闲、自动等状态)或分配给它们的任务。因此，根据现场的应用和环境背景来建立优先级规则，从而了解/控制所有可能发生的情况。
14.因此，根据应用背景的复杂程度：现场的地形起伏是否不平坦、安装在现场的干扰起重机的数量和干扰区域的范围、分配给干扰起重机的任务等，这些方法的应用在资源方面可能是昂贵的并且是困难的。


技术实现要素：

15.本发明的目的是提出一种用于保护干扰起重机的自动控制方法，该方法有效且易于实施和使用，其提供处于自动控制状态的起重机的悬臂的自动定向并将其定位在完全自主的安全配置中，也就是说无需与起重机外部的任何系统通信。
16.因此，本发明提出了一种用于在自动控制状态下自动控制起重机的方法，所述起重机包括悬臂和至少一个防碰撞系统，该防碰撞系统适用于检测悬臂的右侧和左侧的碰撞风险，所述悬臂在围绕定向轴线的定向上是可控的并且在工作圆形区域中操作，所述自动控制方法的显著之处在于，当至少一个防碰撞系统检测到在悬臂处于起始角位置时与位于悬臂的右侧或左侧的障碍物的碰撞风险时，实施自动和自主定向步骤，在该自动和自主定向步骤期间，悬臂从起始角位置在定向方向上定向至少直到至少一个防碰撞系统不再检测到碰撞风险，所述定向方向与检测到碰撞风险的右侧或左侧相对。
17.因此，自动控制方法被定义为以起重机和碰撞风险的检测为中心，碰撞风险可能从起重机的悬臂的右侧和/或左侧出现在起重机的工作圆形区域中。进入起重机的工作圆
形区域并且检测到有与悬臂碰撞的危险的任何元件只会被视为障碍物。有利地，这意味着无需知道干扰元件的数量和其性质，该干扰元件可能是负载以及另一个起重机的悬臂。这也意味着，如果障碍物是第二起重机，其状态(工作、风向标等)无需知道。
18.当防碰撞系统检测到起重机的悬臂和障碍物之间的碰撞风险时，在被称为自动和自主定向步骤期间，自动控制方法将自动地并且完全自主地(因此不接收外部指令)在与悬臂的检测到碰撞风险的一侧相对的定向方向上，从检测到碰撞风险时悬臂所处的起始角位置执行起重机的悬臂定向，直到至少到达不再检测到碰撞危险的角位置。
19.有利地，对于碰撞风险的检测和自动和自主定向步骤的实施，自动控制方法仅需要最少地至少一个防碰撞系统，该防碰撞系统配备有起重机并且能够检测来自起重机悬臂的左侧和右侧的碰撞风险(当然，并且如下文具体所述，该方法的实施可能需要由起重机的控制/命令系统实施并执行，该控制/命令系统也与至少一个防碰撞系统通信)。没有必要或计划与起重机及其装备外部的系统通信，因此自动控制方法具有自主性。
20.根据本发明的一个特征，在自动和自主定向步骤期间，悬臂在定向方向上从起始角位置开始定向，直到到达或超过第一角位置，该第一角位置与角位置相对应，从该第一角位置至少一个防碰撞系统不再检测到碰撞的风险。
21.根据本发明的一个特征，在自动和自主定向步骤期间，悬臂在定向方向上定向，直到到达或超过预防角位置，该预防角位置位于距离第一角位置预防角距离处。
22.在自动和自主定向步骤期间，自动控制方法首先将起重机的悬臂在与发生碰撞风险检测的一侧相对的定向方向上定向，直到到达被称为第一角位置的角位置，在该角位置不再检测到碰撞风险。但是，为了留出额外的安全裕度以进一步最小化起重机和检测到的障碍物之间的碰撞风险，或者甚至考虑例如至少一个防碰撞系统的精确度/误差，在相同的定向方向上从第一角位置继续定向一定(被称为预防)角距离，直到至少到达被称为预防角位置的角位置。
23.根据本发明的一个实施例，预防角距离是非零的并且可配置的，并且例如在3度至10度之间。
24.换句话说，这种可配置的预防角距离可以在控制方法的定义中考虑。该预防角距离可以例如在3度至10度之间，并且例如大约为5度。根据替代实施例，该值可以是：或者由自动控制方法的设计者固定；或者从将要执行该自动控制方法的操作者指示的值范围中选择，例如在初始设定步骤中。
25.根据本发明的一个特征，自动控制方法包括包含在自动和自主定向步骤中的选择子步骤，选择最终角位置，对于该最终角位置，代表在悬臂和障碍物之间的干扰的风险水平的干扰参数低，并且悬臂在定向方向上定向，直到到达并停止在所述最终角位置。
26.因此，自动和自主定向步骤的目的是将起重机的悬臂从已经检测到与障碍物的碰撞风险的起始角位置定向，直到其停止并定位在被称为最终角位置的安全角位置，在该最终角位置不再有与障碍物碰撞的风险，并且在该最终角位置与一个或多个其他障碍物干扰/碰撞的风险不高。在自动和自主定向步骤期间发生的选择子步骤期间，基于代表干扰的风险水平的干扰参数选择该最终角位置。
27.根据本发明的一个特征，自动控制方法使用代表工作圆形区域的干扰映射，并且其中每个角位置与干扰参数的值相关联，并且在选择子步骤期间，根据干扰参数的值从干
扰映射的角位置中选择最终角位置。
28.如上所述，在选择子步骤期间，自动控制方法基于代表起重机的悬臂和障碍物之间的干扰/碰撞的风险水平的干扰参数来选择最终角位置。因此，该自动控制方法依赖于干扰映射，对于该干扰映射，工作圆形区域的每个角位置与该干扰参数的值相关联，使得该值越小，则悬臂和障碍物之间干扰的风险水平越低；该值越大，则干扰的风险水平越高。
29.根据本发明的一个实施例，在干扰映射中，与干扰映射的每个角位置相关联的干扰参数的值或者是固定的或者可以随时间演变。
30.如上所述，可以提出两种类型的映射。在第一种情况下，每个角位置的干扰参数的值是固定的。可以假设起重机的环境在操作者的控制之下，操作者对存在的(多个)干扰区域以及可能与之相关联的干扰的风险水平具有准确的了解。
31.在第二种情况下，每个角位置的干扰参数的值可以随着时间以及在起重机可能执行的各种动作期间演变。因此，在检测到悬臂和一个或多个障碍物之间的碰撞风险时，当所述悬臂定位在角位置或当其定向在角位置时，自动控制方法可以实时地发现并储存新的干扰区域，重新评估已知的干扰区域的干扰的风险水平(实际干扰风险高于操作者估计的干扰风险)，以便随后适应并优化起重机的未来定向运动，这将减少或甚至消除干扰风险。
32.根据本发明的一个特征，通过实施以下步骤构建干扰映射：
[0033]-初始分割步骤，在该初始分割步骤期间，工作圆形区域被分割成多个角扇区，每个角扇区能够包括一个或多个角位置；
[0034]-初始设定步骤，在该初始设定步骤期间，多个角扇区中的每一个都与干扰计数器相关联，该干扰计数器表示在相关联的角扇区中悬臂和可能的障碍物之间干扰的风险水平，所述干扰计数器因此构建干扰参数，并且包括在角扇区中的一个或多个角位置的干扰参数的值采用与所述角扇区相关联的干扰计数器的值；
[0035]-构建步骤，当干扰参数的值已经被计划以随时间演变时，在该构建步骤期间，起重机处于工作状态或自动控制状态，无论悬臂是否运动，并且每次悬臂出现在多个角扇区中的角扇区的角位置中时，并且至少一个防碰撞系统检测到在所述角扇区中的碰撞风险，则所述角扇区中的干扰计数器的值以及因此包括在角扇区中的一个或多个角位置的干扰参数的值递增。
[0036]
映射的构建首先基于初始分割步骤，在该初始分割步骤期间，工作圆形区域被分割成多个角扇区，根据不同的定义模式和映射的实施例，每个角扇区可以包含一个和/或更多个角位置。然后，在初始设定步骤期间，每个角扇区由表示在该角扇区中悬臂和障碍物之间的干扰的风险水平的干扰计数器限定。因此，该角计数器对应于上文所述的干扰参数。因此，包含在角扇区中的一个或多个角位置的干扰参数的值采用所述角扇区的干扰计数器的值。
[0037]
所描述的两个初始步骤足以构成映射，对于该映射，干扰参数的值是固定的。
[0038]
在每个角位置的干扰参数的值实时演变的情况下，并且在起重机可能执行的各种动作期间，实施被称为构建步骤的第三步骤：无论起重机的状态如何，当悬臂定位在角扇区的角位置中并且至少一个防碰撞系统检测到该角扇区中的碰撞风险时，然后干扰计数器的值以及因此包含在该角扇区中的一个或多个角位置的干扰参数的值改变。更准确地说，这意味着当悬臂在检测到碰撞后定向时，其越过的角扇区的干扰计数器的值，从其被定位的
起始角扇区递增直到包含第一角位置(排除)的角扇区。
[0039]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，包含最终角位置的被称为最终角扇区的角扇区从被称为相邻角扇区的角扇区中选择，其包括：包含预防角位置的被称为预防角扇区的角扇区，以及分布在距离所述预防角扇区给定的极限角距离上的角扇区。
[0040]
根据本发明的一个特征，极限角距离小于或等于360度，并且例如小于或等于180度。
[0041]
换句话说，最终角位置被认为包含在被称为最终角扇区的角扇区中。在选择子步骤期间，自动控制方法将在多个角扇区中选择最终角扇区，在该最终角扇区中完成起重机的定向运动，所述多个角扇区(被称为相邻角扇区)被包括在距离预防角扇区给定的极限角距离中并且包括预防角扇区。
[0042]
极限角距离的值小于或等于360度，因此最多允许一个完整或几乎完整的转动。替代地，极限角距离的值小于或等于180度，因此允许最大为半个转动。
[0043]
在自动控制方法的替代实施例中，可以预定义的极限角距离的该值是固定的。在另一个替代实施例中，该值可以由操作者在例如自动方法的初始设定步骤(其可以对应于映射的初始设定步骤)期间指定的值范围内给出。
[0044]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，将相邻角扇区的干扰计数器的值与最小值进行比较，并且将干扰计数器的值低于或等于所述最小值的(多个)相邻角扇区称为安全相邻角扇区，并且最终角扇区从所述(多个)安全相邻角扇区中选择。
[0045]
换句话说，结合前一点，极限角距离包括多个角扇区(被称为相邻角扇区)，该相邻角扇区都是潜在的最终角扇区，在该最终角扇区，自动控制方法可以停止定向运动并定位悬臂。在选择子步骤期间，自动控制方法通过将潜在候选区的干扰计数器的值与干扰计数器的最小值进行比较以执行对潜在候选区的第一次排序，这建立了低阈值，使用该低阈值估计干扰风险是不显著的。干扰计数器的值小于或等于该最小值的相邻角扇区被选择为有希望的候选区，这些相邻角扇区则被称为安全相邻角扇区。
[0046]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，最小值对应于相邻角扇区的干扰计数器的最低值，或者对应于以可配置的增量值递增的相邻角扇区的干扰计数器的最低值。
[0047]
用作第一选择标准的最小值可以对应于相邻角扇区的干扰计数器的最低值；或者以可配置的增量值递增的相邻角扇区的干扰计数器的最低值，该增量值可能对应于例如一个或两个增量单位。
[0048]
在第一种情况下，只有具有干扰计数器的最低值的相邻角扇区(也就是说干扰风险最低的角扇区)被认为是安全相邻角扇区。
[0049]
但是，并且根据应用的背景，该值可能相对受限。例如，具有干扰计数器的最低值的(多个)相邻角扇区可能潜在地相对远离预防角扇区，而更靠近预防角扇区的相邻角扇区可能具有肯定高于干扰计数器的最低值的干扰计数器的值，但是其干扰风险保持较低。但是，这些扇区对悬臂的定位可以更有利，因为其靠近已进行检测的扇区；可以假设起重机在其起始角扇区工作并且其需要返回到该扇区。
[0050]
第二种情况的目的是通过在检测到碰撞风险后将悬臂定位在安全扇区和控制应用背景之间提供更好的折衷来解决这一缺点(在上文给出的示例中，通过允许起重机能够尽快返回到其工作的角扇区以避免不必要的时间损失)。
[0051]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，从安全相邻角扇区中选择最终角扇区作为安全相邻角扇区，并且最终角扇区为：
[0052]-或者是角度上最接近预防角扇区的一个；
[0053]-或者是一方面，干扰计数器的值等于相邻角扇区的干扰计数器的最低值，并且另一方面，是角度上最接近预防角扇区的一个。
[0054]
结合前一点，在应用第一选择标准使得有可以识别极限角距离上的安全相邻角扇区之后，为确定最终角扇区而应用的第二和最后标准是选择安全相邻角扇区，该安全相邻角扇区：
[0055]-在第一种情况下，具有的干扰计数器的最低值并且在角度上最接近预防角扇区；
[0056]-在第二种情况下，该安全相邻角扇区的干扰计数器的值低于限定的最小值(但是不对应于干扰计数器的最小值)，并且该安全相邻角扇区在角度上接近预防角扇区。
[0057]
在这两种情况下，根据干扰计数器的值，所选择的最终角扇区可以是预防角扇区。此时，这意味着当自动控制方法将悬臂定向在预防角扇区时，悬臂的自动和自主定向的步骤结束。如果不是，则自动控制方法必须在将预防角扇区与确定的最终角扇区分隔开的特定角距离上再次定向悬臂。
[0058]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，将相邻角扇区的干扰计数器的值与最大值进行比较，并且将干扰计数器的值大于或等于所述最大值的(多个)相邻角扇区称为危险相邻角扇区，
[0059]
并且其中，一方面通过包括的预防角扇区，并且另一方面通过危险相邻角扇区或者通过从预防角扇区(排除)开始的危险相邻角扇区的第一扇区，从在限定的安全角区间中延伸的相邻角扇区中选择最终角扇区；
[0060]
使得在悬臂的自动定向的步骤期间，悬臂不会到达并且不会超过从预防角扇区开始的危险相邻角扇区的所述第一扇区或者所述危险相邻角扇区。
[0061]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，最终角扇区被选择为在安全角区间中具有干扰计数器的最低值的相邻角扇区，而与位于所述安全角区间之外的相邻角扇区的干扰计数器的值无关。
[0062]
当应用第一选择标准时，包括在极限角距离中的相邻角扇区的干扰计数器的值也与对应于阈值的最大值进行比较，对于该阈值，在悬臂和障碍物之间的干扰风险非常高。
[0063]
具有大于该值的干扰计数器值的任何角扇区都被认为是危险相邻角扇区。取决于应用环境，极限角距离可以包括一个或多个危险相邻角扇区(连续的或不连续的)。自动控制方法的目的是在到达一个或多个危险相邻角扇区的第一扇区之前停止悬臂的定向。
[0064]
如果识别出至少一个危险相邻角扇区，则自动控制方法将修改其选择标准，即，通过选择包括在安全角区间中的(多个)相邻角扇区中具有干扰计数器的最小值的相邻角扇区作为最终角扇区，该安全角区间由预防角扇区以及在定向运动的方向上可能遇到的危险相邻角扇区的第一扇区限定(该危险相邻角扇区被排除在安全角区间之外)。如上文所述，根据包括在安全角区间中的角扇区的干扰计数器的值，最终角扇区可以对应于预防角扇区。
[0065]
根据本发明的一个特征，在选择子步骤期间，最终角位置在最终角扇区中对应于空间上最接近所包含的预防角位置的角位置。
[0066]
换句话说，一旦选择/识别了最终角扇区，则自动控制方法将选择包含在空间上最接近预防角位置的最终角扇区中的角位置作为放置起重机的最终角位置，也就是说，使得预防角位置和该最终角位置之间的角距离最短。
[0067]
根据本发明的一个特征，在初始分割步骤期间，工作圆形区域被分割成至少36个角扇区。
[0068]
根据本发明的一个实施例，在初始分割步骤期间，工作圆形区域被分割成至少120个等角扇区。
[0069]
根据本发明的一个实施例，在初始设定步骤期间，多个角扇区中的每一个的干扰计数器的值是在所述控制方法中限定的最小值。
[0070]
至少提供干扰映射的构建，在初始分割步骤期间，工作圆形区域被分割成至少36个角扇区，这些角扇区可以是等距的或不等距的，也就是说包含或不包含相同数量的角位置。
[0071]
根据本发明的不同实施例，默认干扰映射被提供给操作者，因此工作圆形区域被分割成120个等角扇区，也就是说每个角扇区具有3度的角距离，或3个角位置。所述实施例可以提出这种分割是固定的，或者可由操作者修改。
[0072]
此外，根据给定实施例，默认干扰映射提出干扰计数器的值的分配，使得在起重机的初始操作状态(t＝0)，所有角扇区的干扰计数器的值是可能可定义的最小值，这意味着所有角扇区最初被认为是无风险的。
[0073]
本发明还涉及一种用于在自动控制状态下自动控制起重机的自动控制系统，所述起重机包括悬臂以及至少一个防碰撞系统，该防碰撞系统适用于检测悬臂的右侧和左侧的碰撞风险，所述悬臂在围绕定向轴线的定向上是可控的并且在工作圆形区域中操作，所述自动控制系统与至少一个防碰撞系统通信/交换信息并且控制悬臂，并且其中所述自动控制系统被设计成当该悬臂处于角位置时，在至少一个防碰撞系统检测到与位于悬臂的右侧或左侧的障碍物的碰撞风险时，包含并执行包括与根据本发明所述的自动控制方法的实施相关的指令列表的程序。
[0074]
换句话说，在本发明的范围内提出的自动控制方法由自动控制系统实施然后执行，所述自动控制系统控制起重机的定向运动，并连接到与其通信的至少一个防碰撞系统。因此，当至少一个防碰撞系统检测到处于起重机的右侧或左侧的碰撞风险时，它将该信息传送到自动控制系统，该自动控制系统随后将通过实施构建步骤，接着是自动定向和选择步骤以应用自动控制方法。自动控制系统并不完全是电子卡、或处理器、或控制器、或计算机或这些元件的所有或部分的组合。
[0075]
本发明还涉及一种可自动控制的起重机，其包括悬臂和适用于检测悬臂的右侧和左侧的碰撞风险的至少一个防碰撞系统，所述悬臂在围绕定向轴线的定向上是可控制的并且在工作圆形区域中操作，所述可自动控制的起重机还包括根据本发明所述的自动控制系统，并且与至少一个防碰撞系统以及悬臂通信/交换信息，从而控制该悬臂在自动控制状态下的旋转。
附图说明
[0076]
参考附图，本发明的其它特征和优点将通过阅读下文的实施方式的非限制性示例
的详细描述时将变得清楚，其中：
[0077]
图1是包括适用于实施和执行自动控制方法的命令系统的起重机的示例的示意图；
[0078]
图2是描述自动控制方法在其最完整实施例中的操作原理的流程图，并且在起重机处于自动控制状态下实施；
[0079]
图3是描述在其最完整实施例中悬臂的自动和自主定向步骤的操作的流程图；
[0080]
图4示意性地示出了真实环境上下文，其中配备有自动控制方法的第一起重机的工作圆形区域在两个干扰区域中与第二起重机和第三起重机的工作圆形区域部分重叠，三个起重机最初处于任意角位置(图4a)；并且对于所述环境上下文，在检测到由于第二起重机的悬臂的定向运动(图4b)导致的在第一起重机的悬臂和第二起重机的悬臂之间的碰撞风险之后，执行包括在悬臂的自动和自主定向的步骤中的所有定向子步骤，其中：第一起重机的悬臂的第一定向在与已检测到碰撞风险的悬臂的一侧相对的定向方向上从其起始角位置到其不再检测到碰撞风险的第一角位置(图4c)；第二可选定向在相同的定位方向上从第一角位置到预防角位置(图4d)；以及最后的第三可选定向总是在相同的定向方向上从预防角位置到达最终角位置(图4e)；
[0081]
图5示意性地示出了当根据一个实施例的自动控制方法依赖于干扰映射以将第一起重机的悬臂定位在最终角位置时：在初始分割步骤期间，第一起重机的工作圆形区域如何成为虚拟建模的对象，其中，第一起重机的工作圆形区域被分割成多个角扇区，每个角扇区包括至少一个角位置(第一起重机的悬臂被示出为叠加在该分割的工作圆形区域上)；示出代表第一起重机的工作圆形区域的干扰映射的示例，随后在初始设定步骤期间以及可选地在构建步骤期间从该虚拟建模构建。
[0082]
图6等同于图4a至图4c中描述的情况，并且示意性地示出了对于每种情况(上图)当所述干扰映射被定义/设计为在由第一起重机的至少一个碰撞系统检测到碰撞风险之后并且在实施第一起重机的悬臂的定向的第一子步骤期间实时演变时，表示第一起重机的工作区域的干扰映射(下图)如何在构建步骤期间被更新；
[0083]
图7等同于图4a至图4c中描述的情况，并且与图6相比，示意性地示出了一个实施例，其中干扰映射不旨在实时演变，随后由操作者在初始设定步骤期间输入干扰映射。
[0084]
图8等同于图6或图7，并且遵循图6c或图7c中描述的情况，其示出了在第二定向子步骤期间第一起重机的悬臂从第一角位置直到到达位于预防角扇区中的预防角位置的定向，并超出包括在第一角扇区中的第一角位置；
[0085]
图9等同于图8，并且在图8中描述的情况之后示出了包括在第一起重机的悬臂的自动和自主定向的步骤中的选择子步骤的开始，其干扰映射在右图中示出，其中包括在角距离中的角扇区被认为是相邻角扇区；
[0086]
图10示意性地示出了在第一起重机的悬臂的自动和自主定向步骤期间，直到到达包括在最终角扇区中的最终角位置的图9的第一起重机(在左侧)及其相关的干扰映射(在右侧)。在选择子步骤期间建立最终角扇区和最终角位置，使干扰计数器的最小值和最大值分别等于1和5；
[0087]
图11示意性地示出了在第一起重机的悬臂的自动和自主定向步骤期间，直到到达包括在最终角扇区中的最终角位置的图9的第一起重机(在左侧)及其相关的干扰映射(在
右侧)。在选择子步骤期间建立最终角扇区和最终角位置，使干扰计数器的最小值和最大值分别等于2和5；
[0088]
图12示意性地示出了在第一起重机的悬臂的自动和自主定向步骤期间，直到到达包括在最终角扇区中的最终角位置的图9的第一起重机(在左侧)及其相关的干扰映射(在右侧)。在选择子步骤期间建立最终角扇区和最终角位置，使干扰计数器的最小值和最大值分别等于0和4。
具体实施方式
[0089]
作为本发明的主题的自动控制方法dpa通过在配备处于自动控制状态ea的起重机g的控制系统1c中执行来实现，随后由该相同的控制系统1c执行。控制系统1c包括例如以下元件的全部或部分：电子卡、处理器、控制器、计算机。例如该控制系统包括存储器，在该存储器中加载包含用于例如通过处理器或计算机来实施这种自动控制方法dpa的指令列表的程序。
[0090]
根据所提出的实施例并参考图1，控制系统1c被集成到起重机g的控制/命令系统1中，该控制/命令系统例如可以安装在控制舱室14中。
[0091]
图示的起重机g是塔式起重机，其包括安装在平台13上的桅杆11，该平台可以固定在地面10上或者可以移动(例如通过放置在轨道上)；以及由基本对齐的悬臂f和反向悬臂12形成的旋转组件，以及可选的具有拉杆23的悬臂保持架22(或冲杆(punch))，所述旋转组件通过联接到至少一个定向马达的定向环15围绕竖直延伸的定向轴线a旋转，从而导致悬臂f围绕定向轴线a扫过圆形区域，该圆形区域对应于其工作圆形区域at，如图4至图12示意性示出的。配重16(或压载块)定位在反向悬臂12上，以平衡由起重机g提升的负载的重量，并且在其定向运动期间稳定该起重机。
[0092]
负载通过位于穿绳滑车19的端部的吊钩20提升，该穿绳滑车通过附接到分配小车17上的至少一根提升缆绳18竖直地移动，该分配小车可在沿悬臂f设置的滚动路径21上平移。
[0093]
起重机g可以处于工作状态，其中由起重机操作者实施对悬臂f的定向的手动控制(以及更具体地，对移动负载的各种操纵的控制)，或者处于自动驾驶状态ea，其中实施对箭头f的定向的自动驾驶。
[0094]
在该实施例中，控制/命令系统1包括与控制系统1c连接的中央单元1a；中央单元1a的作用是协调/确保起重机g的正常运转，尤其是实施起重机的元件的运动(悬臂的定向、悬臂的可选上升/下降)和负载的运动(移动分配小车、提升穿绳滑车和负载)。
[0095]
控制/命令系统1包括防碰撞系统1b，该防碰撞系统从设置在起重机g上的一个或多个传感器24，例如悬臂f上的传感器(比如毫米波雷达传感器)接收在悬臂f和来自其右侧或其左侧的障碍物之间的碰撞风险的检测信息。
[0096]
中央单元1a还与至少一个防碰撞系统1b通信，并且还从起重机操作者使用的控制面板2接收命令指令，以便能够操纵起重机g。
[0097]
自动控制方法dpa应用于现场环境上下文的范围内，其中第一起重机g1的悬臂f(其被成形为实施自动控制方法dpa并且处于自动控制状态ea)当被定位在角位置pa或者在其工作圆形区域at中旋转时，可能与不同类型的障碍物发生干扰，例如：其他起重机g2和/
或g3的(多个)悬臂，因为第一起重机g1或所述其他(多个)起重机g2、g3的工作圆形区域at与干扰区域iz重叠(该现场环境上下文在图4中示出)；建筑物(比如其在现场上的位置)也可能占据第一起重机g1的工作圆形区域at的部分尺寸。
[0098]
自动控制方法dpa可以根据多个替代实施例来实施，最完整的替代实施例在图2和图3中示出。自动控制方法dpa的替代实施例的操作原理将通过图4所示的现场环境上下文进行说明和解释，其中第一起重机g1的悬臂f定位在角位置pa，该角位置包括在与处于工作状态(图4a)的第二起重机g2共享的干扰区域iz中。第三台起重机g3也被认为处于工作状态。
[0099]
当自动控制方法dpa在接收步骤q1期间接收到来自至少一个防碰撞系统1b或来自中央单元1a的碰撞风险检测信息时，该自动控制方法在其所有可能的替代实施例中实施悬臂自动和自主定向步骤em。否则，如果自动控制方法dpa未接收到代表检测到碰撞风险的这种信息，则该自动控制方法保持在等待/待机状态。在图4b所示的示例中，在顺时针定向运动m2之后，在第一起重机g1的悬臂f和第二起重机g2的悬臂之间检测到碰撞风险，比如在第一起重机g1的悬臂f的右侧检测到所述碰撞风险。
[0100]
在其最简单的替代实施例中，悬臂自动和自主定向步骤em包括第一定向子步骤em1，其包括第一起重机g1的悬臂f在与检测到碰撞风险的悬臂的一侧相对的定向方向m上(也就是说，如果在悬臂f的左侧检测到碰撞风险则为顺时针定向方向m，如果在其右侧检测到碰撞风险，则为逆时针定向方向m)，从检测到碰撞风险的起始角位置ps直到防碰撞系统1b不再检测到风险的第一角位置p1(图4c)的定向。
[0101]
可选地，在第一定向子步骤em1之后，悬臂自动和自主定向步骤em包括第二定向子步骤em2，在该第二定向子步骤期间，自动控制方法dpa继续在定向方向m上从第一角位置p1继续第一起重机g1的悬臂f超过称为预防角距离dap的角距离的自动定向。第一起重机g1的悬臂f所处的角位置被称为预防角位置pp，其位于距所述第一角位置p1的预防角距离dap处。
[0102]
实施该第二定向子步骤em2，使得保留额外的安全裕度，以进一步最小化在第一起重机g1的悬臂f和检测到的障碍物(本文是第二起重机g2的悬臂)之间的碰撞风险，或者甚至考虑例如至少一个防碰撞系统1b的精确度/误差裕度。
[0103]
可选地，在第二定向子步骤em2(如果未实施第二定向子步骤em2，则相应地是第一定向子步骤em1)之后，悬臂自动和自主定向步骤em包括：第三定向子步骤em3，在第三定向子步骤em3期间，自动控制方法dpa继续从预防角位置(相应地从第一角位置p1)沿定向方向m自动定向第一起重机g1的悬臂f直到到达最终角位置pf，在该最终角位置，在悬臂f和障碍物之间的干扰ir的风险较低，或者甚至不存在(图4e)。
[0104]
最终角位置pf由自动控制方法dpa在发生在第三定向子步骤em3的上游的选择子步骤es期间确定，这将在下文描述。
[0105]
选择子步骤es和第三定向子步骤em3的实施基于代表第一起重机g1的工作圆形区域at的干扰映射c的定义和使用，对于该工作圆形区域，每个角位置pa与干扰参数的值相关联，该干扰参数的值对应于在起重机g1的悬臂f和所述角位置pa中的障碍物之间的干扰ir的风险水平。
[0106]
干扰映射c可以根据两个实施例进行定义和设计：或者角位置pa的干扰参数的值
仅由操作者在自动控制方法dpa的有效实施之前手动输入；或者这些值可选地由操作者手动输入，但是它们随着自动控制方法dpa的操作以及检测到的在第一起重机的悬臂f和障碍物之间的碰撞风险而实时自动演变(更多细节在下文给出)。
[0107]
无论所提供的干扰映射c的类型如何，都有必要在自动控制方法dpa中实施在该方法开始时连续发生的两个步骤：初始分割步骤ed和设定步骤ep。
[0108]
参考图5，干扰映射c基于在自动控制方法dpa的开始之后发生的初始分割步骤ed期间创建的虚拟模型来构建。在该初始分割步骤ed期间，自动控制方法dpa实施第一起重机g1的工作圆形区域at的虚拟建模，使得其被分割成多个角扇区sa。由于语言的误用，为了清楚起见，在本说明书中，实际工作圆形区域和建模工作圆形区域将具有相同的附图标记“at”。
[0109]
在该建模中，未对第一起重机g1外部的环境元素进行建模，尤其是相邻起重机或其他起重机g2、g3，或者任何其他潜在的障碍物(比如建筑物)在建模中未被表示和考虑。因此，干扰区域iz也不存在于工作圆形区域at的建模中，因此也不存在于所得的干扰映射c中。
[0110]
根据定义，任何角扇区sa包括至少一个角位置pa。
[0111]
自动控制方法dpa被定义为旨在将第一起重机g1的工作圆形区域at的虚拟模型至少分割成36个角扇区sa。在优选实施例中，工作圆形区域at被分割成120个等角扇区sa(也就是说每个角扇区为3度，即包括3个角位置pa)。
[0112]
根据不同的实施例，虚拟模型中限定的角扇区sa的数量由自动控制方法dpa的设计者固定，或者其可以由操作者通过可从控制/命令系统1访问的软件提供的选项参数化(在这种情况下，操作者必须验证其设定，使得控制方法可以继续)。
[0113]
为了清楚并理解自动控制方法dpa的操作原理，在图5至图12中，第一起重机g1的工作圆形区域at被分割成32个等角扇区。
[0114]
在初始分割步骤ed之后，自动控制方法dpa实施初始设定步骤ep，在该初始设定步骤期间，自动控制方法通过关联每个角扇区sa、分割工作圆形区域at、从虚拟模型构建干扰映射c，干扰计数器cpt能够采取代表干扰ir的风险水平的值cptval，使得：值cptval越小，在第一起重机g1的悬臂f和障碍物之间的干扰ir的风险越大；并且相反地，干扰计数器cpt的值cptval越大，干扰ir的风险就越大。通过相关性，角位置pa的干扰参数对应于角扇区sa的干扰计数器cpt，并且包括在给定角扇区sa中的任何角位置pa的干扰参数值等于所述角扇区sa的干扰计数器cpt的值cptval。
[0115]
根据多种实现的可能性，cptval值可以采取的值的范围可能不同，这取决于设计者与值相关联的ir的风险水平。在所呈现的实施例中，干扰计数器cpt可以采取范围从0到5的cptval的至少六个整数值，使得干扰ir的风险水平是：当值cptval等于0时为零，当值等于1时非常低，当值等于2时为低，当值等于3时为中，当值等于4时为高，当值等于5时为非常高。干扰映射c的示例如图5所示。在其他实施例中，值cptval的范围可能更宽，或者相反可能更窄。
[0116]
默认地，在初始设定步骤ep期间，自动控制方法dpa构建干扰映射c，使得每个角扇区sa的干扰计数器cpt等于最低值cptval。
[0117]
设定子步骤ep可以根据两种变型来执行：
[0118]-在第一变型中，设定子步骤ep可以完全自动化。该设定子步骤专门且仅适用于这样的情况，即干扰映射c可以在自动控制方法dpa的操作以及在第一起重机的悬臂f与障碍物之间的碰撞风险的检测中自动且实时地演变。
[0119]-在第二变型中，操作者可以修改由自动控制方法dpa默认给定的值cptval，因为其或多或少地详细了解第一起重机g1的圆形区域at的真实背景，因此能够为干扰映射c中表示的所有或部分角扇区sa关联适配值cptval。
[0120]
该第二替代实施例假设操作者验证其自身的设定，使得自动控制方法dpa的进程可以继续。如果在被提供为能够随时间演变的干扰映射c的范围内是可选的，则其在被提供为固定/非演变的干扰映射c的范围内是必不可少的，并且仅在自动控制方法dpa的有效实施之前由操作者填充。
[0121]
图6(相应地图7)中示出了实施实时演变(相应地非演变)映射的实施例，其采用了图4中呈现的现场环境上下文。
[0122]
此后，为了清楚和理解当使用干扰映射c时自动控制方法dpa的操作原理的问题：
[0123]-在环境上下文的示意性表示中，第一起重机g1的工作圆形区域at被表示为分段的，其悬臂被叠加；
[0124]-在干扰映射c中，当角扇区sa的干扰计数器cpt的值cptval等于0时，值cptval在所述角扇区sa中不表示。
[0125]
参考图6a，第一起重机g1和第二起重机g2都处于两个角位置pa，使得它们不干扰。第一起重机g1的悬臂f被认为处于起始角位置ps，该起始角位置包括在被称为起始角扇区sd的角扇区中。代表第一起重机g1的干扰映射c使得起始角扇区sd的干扰计数器cpt的值cptval等于0。
[0126]
角扇区sa的干扰计数器cpt的值cptval的更新在平行于第一定向子步骤em1发生的构建步骤eb期间实现。构建步骤eb在检测到在第一起重机g1的悬臂f和根据定向运动m2移动的第二起重机g2的悬臂f之间的碰撞风险之后开始，其中在干扰映射c中的起始角扇区sd的干扰计数器cpt的值cptval增加(图6b)。
[0127]
参考图6c，在图6b的情况之后，在第一定向子步骤em1期间，第二起重机g2继续其定向运动m2，而第一起重机g1定向在定向方向m上，直到到达第一角位置p1，在该第一角位置不再检测到与第二起重机g2的悬臂f碰撞的风险。包含第一角位置p1的角扇区sa被称为第一角扇区s1。构建步骤eb平行于该定向继续，使得第一起重机g1的悬臂f所经过的角扇区sa的干扰计数器cpt的值cptval在干扰映射c中递增，并且对于该值已继续检测到碰撞风险。这意味着第一角扇区s1的干扰计数器cpt的值cptval不递增。
[0128]
干扰映射c的更新由自动控制方法dpa存储。
[0129]
参考图7a、图7b和图7c，只要在控制方法中没有实施构建步骤eb，则无论是否检测到碰撞风险，代表起重机g1的工作圆形区域at的干扰映射c都不会演变，随后实施定向子步骤em1，每个角扇区sa的干扰计数器cpt的值cptval保持由操作者在设定子步骤ep期间输入的值。
[0130]
应当注意的是，取决于应用情况，只要不再检测到碰撞的风险，第一起重机g1的悬臂f可以定位在第一角扇区s1中，该第一角扇区包括在与另一起重机发生干扰的区域中。
[0131]
参考(图8其在图6或图7之后)，并且根据第二定向子步骤em2的定义(作为提示，该
子步骤是可选的)，第一起重机g1的悬臂f从包括在第一角扇区s1中的第一角位置p1移动到预防角位置pp。包括预防角位置pp的角扇区sa被称为预防角扇区sp。
[0132]
根据本发明的不同实施例，预防角距离dap可以由本发明的设计者固定或者是可配置的，例如通过操作者在初始设定步骤ep期间实施的设定。例如，该预防角距离可以在3度至10度之间。在一个实施例中，预防角距离dap在3度至5度之间，例如等于3度。
[0133]
根据第一角位置p1、限定第一角扇区s1的角距离以及预防角距离dap的值，在悬臂f移位超过预防角距离dap之后，悬臂f仍然可能定位在也包括在第一角扇区s1中的预防角位置pp上。在这种情况下，第一角扇区s1成为预防角扇区sp。在优选实施例中，所有角扇区的角距离等于3度，并因此等于预防角距离dap，预防角扇区sp对应于在第一起重机g1的悬臂f的定向方向m上邻近第一角扇区s1下游的角扇区sa。
[0134]
参考图9至图12，并且如上文所述，第一起重机g1的悬臂f可以可选地仍然从预防角位置pp(或者如果第二定向子步骤em2未实施，则从第一角位置p1)定向在定向方向m上，直到最终角位置pf。包括最终角位置的角扇区sa被称为最终角扇区sf。在选择子步骤es期间，确定/识别最终角扇区sf，随后确定/识别最终角位置。
[0135]
参考图9，最终角扇区sf从被称为相邻角扇区sn的多个角扇区中选择，这些角扇区包括在被定义为与所包括的预防角扇区sp成非零且小于或等于360
°
的极限角距离dl中。在本实施例中，极限角距离dl等于180
°
。这意味着，取决于来自选择子步骤es的结果，最终角扇区sf可以对应于预防角扇区sp(或者如果在自动控制方法dpa中未实施第二定向子步骤em2，则对应于第一角扇区s1)，在这种情况下，自动控制方法dpa不进行到第三定向子步骤em3。因此，这意味着最终角位置pf对应于预防角位置pp(或者如果未实施第二定向子步骤em2，则对应于第一角位置p1)。自动控制方法dpa验证在选择子步骤es和第三定向步骤em3之间发生的验证阶段q4期间是否遇到这种情况。随后，为了解释选择子步骤的操作原理，考虑实施第二定向子步骤em2。
[0136]
在选择子步骤es期间，自动控制方法dpa将每个相邻角扇区sn的干扰计数器cpt的值cptval与最小值val_min和最大值val_max进行比较，这两个值都是整数并且包括在cptval可以采取的值区间中。在本实施例中，最小值val_min和最大值val_max包括在整数区间[0，5]中。
[0137]
值val_min对应于一个阈值，对于该阈值，具有较低或相等干扰计数器的值cptval的任何相邻角扇区sn被认为是安全相邻角扇区sns，也就是说对于该相邻角扇区sn，干扰ir风险低甚至为零。
[0138]
相反，值val_max对应于一个阈值，对于该阈值，具有等于或大于干扰计数器的值cptval的任何相邻角扇区sn被认为是危险相邻角扇区sr，也就是说对于该相邻角扇区sn，干扰ir的风险高或非常高。
[0139]
根据不同的替代实施例，最小值val_min和最大值val_max以及极限角距离dl由设计者固定，或者其可以可选地由操作者在初始设定步骤ep期间限定。默认地，根据本发明的第一替代实施例，最小值val_min和最大值val_max可以分别对应于干扰计数器cpt可能采取的值cptval的最低值和最高值。
[0140]
在第二替代实施例中，最小值val_min可以对应于干扰计数器cpt的值cptval的最高值和最低之间的差值的百分比，如果该差值不是整数值，则将最小值val_min舍入到最接
近的单位。例如，如果值cptval的最高值和最低值之间的差值等于2.4或2.8，则最小值val_min分别等于2或3。应当注意，如果差值与两个单位之间是等距的，则最小值val_min将等于最大的单位。例如，如果差值等于2.5，则最小值val_min等于3。最小值val_min和最大值val_max也可以在一个或多个相邻角扇区sn中未识别出安全相邻角扇区sns的情况下被自动修改/调整(见下文)。
[0141]
当没有相邻角扇区sn是危险相邻角扇区sr时，选择最终角扇区sf，使得其对应于在第一起重机g1的悬臂f的定向方向m上所包括的预防角扇区sp的最近的第一安全相邻角扇区sns。最终角位置pf随后被识别为包括在定向方向m上的最终角扇区pf中的角位置或角位置的第一位置。
[0142]
在图10所示的示例中，使用了图9中给出的应用上下文，并且最小值val_min和最大值val_max被认为分别等于1和5，安全相邻角扇区sns对应于其干扰计数器的值cptval小于或等于1的相邻角扇区sn，即在本文具有值cptval为零或等于1的那些相邻角扇区。预防角扇区sp不是这些安全相邻角扇区sns的一部分，因为其值cptval等于2。
[0143]
因此，自动控制方法根据定向方向m从预防角扇区sp(或从第一角扇区s1)继续第一起重机g1的悬臂f的定向，直到到达包括在最终角扇区sf中的角位置或角位置的第一位置，其在此对应于在定向方向m上的干扰计数器cpt具有零值cptval的第一安全相邻角扇区sns，该角位置是最终角位置pf。
[0144]
在图11所示的示例中，重复了图9的应用上下文，但是这一次最小值val_min和最大值val_max分别等于2和5，安全相邻角扇区sns对应于干扰计数器的值cptval小于或等于2的相邻角扇区sn，即在本文的相邻角扇区sn的值cptval为零或等于1或等于2。在该应用上下文中，自动控制方法dpa不实施第三定向步骤em3，已经确定最终角扇区sf对应于预防角扇区sp，因为其值cptval等于2。因此，最终角位置pf是预防角位置pp。
[0145]
在极限角距离dl不包含任何安全相邻角扇区sns的情况下，自动控制方法dpa可以将最小值val_min递增，直到其识别出极限角距离dl中的一个或多个安全相邻角扇区sns。
[0146]
参考图12，其中重复了图9的应用上下文，并且其中，最小值val_min和最大值val_max分别等于0和5，当相邻角扇区sn包括一个或多个危险相邻角扇区sr时，自动控制方法dpa的操作原理被定义为使得即使安全相邻角扇区sns位于危险相邻角扇区sr或危险相邻角扇区sr1的第一扇区的下游，第一起重机g1的悬臂f也无法在定向方向m上跨越遇到的危险相邻角扇区sr或危险相邻角扇区sr1的第一扇区。
[0147]
根据与上文相同的原理，自动控制方法dpa随后寻求在不再包括在极限角距离dl中，而是在新的角区间(其称为安全角区间ds)中的安全相邻角扇区sns中确定最终角扇区sf，该新的角区间包括预防角扇区sp(或第一角扇区s1)，并且排除危险相邻角扇区sr或危险相邻角扇区sr1的第一扇区。
[0148]
在安全角区间ds不包含任何安全相邻角扇区sns的情况下，自动控制方法dpa将最小值val_min递增，直到在安全角区间ds中识别出一个或多个安全相邻角扇区sns。这种情况在图11中示出，其中在安全角区间ds中没有安全相邻角扇区sns，比如干扰计数器cpt的值cptval为零。在两个连续的增量之后，自动控制方法dpa成功地识别出单个安全相邻角扇区sns，其具有等于2的干扰计数器cpt的值cptval，并且对应于所示示例中的预防角扇区sp。自动控制方法dpa随后认为预防角扇区sp(相应地预防角位置sp)对应于最终角扇区sf
(相应地最终角位置pf)。
[0149]
在定向子步骤em1、em2、em3期间，自动控制方法dpa在接收阶段q2(在第二定向子步骤em2之前)、q3(在选择子步骤es之前)和q5(在第三定向子步骤em3之前)期间验证是否已接收到代表检测到碰撞风险的信息。如果是，则自动控制方法dpa从起点重新开始并且重复悬臂自动和自主定向步骤em。

技术特征：
1.一种用于在自动控制状态(ea)下自动控制起重机(g)的自动控制方法(dpa)，所述起重机(g)包括悬臂(f)和至少一个防碰撞系统(1b)，所述防碰撞系统适用于检测所述悬臂(f)的右侧和左侧的碰撞风险，所述悬臂(f)在围绕定向轴线(a)的定向上是可控的并且在工作圆形区域(at)中操作，所述自动控制方法(dpa)的特征在于，当所述至少一个防碰撞系统(1b)检测到当所述悬臂(f)处于起始角位置(ps)时与位于所述悬臂(f)的右侧或左侧的障碍物的碰撞风险时，实施悬臂自动和自主定向步骤(em)，在所述悬臂自动和自主定向步骤期间，所述悬臂(f)在与检测到碰撞风险的右侧或左侧相对的定向方向(m)上，从该起始角位置(ps)定向，至少直到所述至少一个防碰撞系统(1b)不再检测到碰撞的风险。2.根据权利要求1所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述悬臂自动和自主定向步骤(em)期间，所述悬臂(f)在所述定向方向(m)上定向，直到到达或超过与从所述起始角位置(ps)开始的角位置(pa)相对应的第一角位置(p1)，所述至少一个防碰撞系统(1b)从所述第一角位置不再检测到碰撞风险。3.根据权利要求2所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述悬臂自动和自主定向步骤(em)期间，所述悬臂(f)在所述定向方向(m)上定向，直到到达或超过位于距所述第一角位置(p1)的预防角距离(dap)处的预防角位置(pp)。4.根据权利要求3所述的自动控制方法(dpa)，其中所述预防角距离(dap)为非零且能够配置的，并且例如在3度至10度之间。5.根据上述权利要求中任一项所述的自动控制方法(dpa)，其中，在包括在所述悬臂自动和自主定向步骤(em)中的选择子步骤(es)期间，选择最终角位置(pf)，对于所述最终角位置，代表在所述悬臂(f)和障碍物之间的干扰(ir)的风险水平的干扰参数较低，并且所述悬臂(f)在所述定向方向(m)上定向，直到到达并停止在所述最终角位置(pf)。6.根据权利要求5所述的自动控制方法(dpa)，其中，所述自动控制方法(dpa)使用代表所述工作圆形区域(at)的干扰映射(c)，并且其中对于每个角位置(pa)，所述干扰参数的值与所述干扰映射相关联，并且在选择子步骤(es)期间，根据其干扰参数的值从所述干扰映射(c)的角位置(pa)中选择所述最终角位置(pf)。7.根据权利要求6所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述干扰映射(c)中，与所述干扰映射(c)的每个角位置(pa)相关联的所述干扰参数的值或者是固定的，或者能够随时间演变。8.根据权利要求7所述的自动控制方法(dpa)，其中，通过实施以下步骤来构建所述干扰映射(c)：-初始分割步骤(ed)，在所述初始分割步骤期间，所述工作圆形区域(at)被分割成多个角扇区(sa)，每个所述角扇区(sa)可能包括一个或多个角位置(pa)；-初始设定步骤(ep)，在所述初始设定步骤期间，多个角扇区(sa)中的每一个都与干扰计数器(cpt)相关联，所述干扰计数器代表在所述悬臂(f)和可能的障碍物之间相关联的所述角扇区(sa)中的干扰(ir)的风险水平，所述干扰计数器(cpt)因此构建干扰参数，并且包括在角扇区(sa)中的一个或多个角位置(pa)的所述干扰参数的值采取与所述角扇区(sa)相关联的所述干扰计数器(cpt)的值(cptval)；-构建步骤(eb)，当所述干扰参数的值已被预测为随时间演变时，在所述构建步骤期间，无论所述悬臂(f)是否移动，并且每次所述悬臂(f)出现在多个角扇区(sa)中的角扇区
(sa)的角位置(pa)中时，并且所述至少一个防碰撞系统(1b)检测到在所述角扇区(sa)中的碰撞风险(1b)，则随后所述角扇区(sa)中的干扰计数器(cpt)的值(cptval)以及因此包含在其中的所述一个或多个角位置(pa)的干扰参数的值递增。9.根据权利要求5至8中的任一项结合权利要求3所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，包含所述最终角位置(pf)的被称为最终角扇区(sf)的角扇区(sa)从被称为所述相邻角扇区(sn)的角扇区(sa)中选择，其包括：包含所述预防角位置(pp)的被称为预防角扇区(sp)的角扇区(sa)，以及分布在距所述预防角扇区(sp)的给定极限角距离(dl)上的角扇区(sa)。10.根据权利要求9所述的自动控制方法(dpa)，其中所述极限角距离(dl)小于或等于360度，并且例如小于或等于180度。11.根据权利要求9或10所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤期间，将所述相邻角扇区(sn)的干扰计数器(cpt)的值(cptval)与最小值(val_min)进行比较，并且干扰计数器(cpt)的值(cptval)小于或等于所述最小值(val_min)的所述相邻角扇区(sn)被称为安全相邻角扇区(sns)，并且所述最终角扇区(sf)从一个或多个安全角扇区(sns)中选择。12.根据权利要求11所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，所述最小值(val_min)对应于所述相邻角扇区(sn)的干扰计数器(cpt)的最低值(cptval)，或者对应于以能够配置的增量值递增的所述相邻角扇区(sn)的干扰计数器(cpt)的最低值(cptval)。13.根据权利要求11和12所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，所述最终角扇区(sf)被选择作为所述安全相邻角扇区(sn)中的安全相邻角扇区(sns)，并且所述最终角扇区为：-或者是角度上最接近所述预防角扇区(sp)的一个；-或者是一方面，所述干扰计数器(cpt)的值(cptval)等于所述相邻角扇区(sn)的干扰计数器(cpt)的最低值(cptval)，并且另一方面，是角度上最接近所述预防角扇区(sp)的一个。14.根据权利要求11至13中任一项所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，将所述相邻角扇区(sn)的干扰计数器(cpt)的值(cptval)与最大值(val_max)进行比较，并且干扰计数器(cpt)的值(cptval)大于或等于所述最大值(val_max)的所述一个或多个相邻角扇区(sn)为或被称为所述危险相邻角扇区(sr)，并且其中所述最终角扇区(sn)选自在安全角区间(ds)中延伸的所述相邻角扇区(sn)，所述安全角区间一方面由所包括的所述预防角扇区(sp)限定，并且另一方面由从排除的所述预防角扇区(sp)开始的所述危险相邻角扇区(sr1)的第一扇区或所述危险相邻角扇区(sr)限定；使得在所述悬臂自动定向步骤(em)期间，所述悬臂(f)不到达并且不超过从所述预防角扇区(sp)开始的所述危险相邻角扇区(sr1)的所述第一扇区或所述危险相邻角扇区(sr)。15.根据权利要求14所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，所述最终角扇区(sf)被选择为在所述安全角区间(ds)中具有所述干扰计数器(cpt)的最低值(cptval)的所述相邻角扇区(sn)，而与位于所述安全角区间(ds)之外的所述相邻角扇区
(sn)的干扰计数器(cpt)的值(cptval)无关。16.根据权利要求8至15中任一项所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述选择子步骤(es)期间，所述最终角位置(pf)在所述最终角扇区(sf)中对应于空间上最接近所包括的所述预防角位置(pp)的所述角位置。17.根据权利要求8至16中任一项所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述初始分割步骤(ed)期间，所述工作圆形区域(at)被分割成至少36个扇形角(sa)。18.根据权利要求17所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述初始分割步骤(ed)期间，所述工作圆形区域(at)被分割成至少120个等角扇区(sa)。19.根据权利要求8至18中任一项所述的自动控制方法(dpa)，其中，在所述初始设定步骤(ep)期间，所述多个角扇区(sa)中的每一个的所述干扰计数器(cpt)的值(cptval)是在所述自动控制方法(dpa)中限定的所述最小值。20.一种用于在自动控制状态(ea)下自动控制起重机(g)的自动控制系统(1c)，所述起重机(g)包括悬臂(f)以及至少一个防碰撞系统(1b)，所述防碰撞系统适用于检测所述悬臂(f)的右侧和左侧的碰撞风险，所述悬臂(f)在围绕定向轴线(a)的定向上是可控的并且在工作圆形区域(at)中操作，所述自动控制系统(1c)与所述至少一个防碰撞系统(1b)通信/交换信息并且控制所述悬臂(f)，并且其中所述自动控制系统(1c)被设计成当所述悬臂(f)处于角位置(pa)时，在所述至少一个防碰撞系统(1b)检测到与位于所述悬臂(f)的右侧或左侧的障碍物的碰撞风险时，包含并执行包括与根据上述权利要求中任一项所述的自动控制方法(dpa)的实施相关的指令列表的程序。21.一种能够自动控制的起重机(g)，其包括悬臂(f)和至少一个防碰撞系统(1b)，所述防碰撞系统适用于检测所述悬臂(f)的右侧和左侧的碰撞风险，所述悬臂(f)在围绕定向轴线(a)的定向上是可控的并且在工作圆形区域(at)中操作，所述能够自动控制的起重机(g)还包括根据权利要求20所述的自动控制系统(1c)，并且与所述至少一个防碰撞系统(1b)以及所述悬臂(f)通信/交换信息，从而控制所述悬臂在所述自动控制状态(ea)下的旋转。

技术总结
本发明涉及一种在干扰风险下用于悬臂的自主安全定向的自动控制方法，该起重机包括在工作圆形区域中操作的悬臂，以及检测悬臂的右侧和左侧的碰撞风险的至少一个防碰撞系统。更准确地说，在悬臂自动和自主定向步骤(EM)期间，自动控制方法用于根据与检测到碰撞风险的悬臂的一侧相对的定向方向，从已检测到与障碍物的碰撞风险的起始角位置来定向悬臂，直到不再检测到所述碰撞风险的第一角位置，这无需起重机与外部系统通信。重机与外部系统通信。重机与外部系统通信。


技术研发人员：弗朗索瓦
受保护的技术使用者：马尼托沃克起重机集团（法国）公司
技术研发日：2023.02.01
技术公布日：2023/8/5