北京中遠通科技有限公司
創新應用組|二等獎
研究現狀：
無人天車在智能工廠中的作用是很重要的，在工廠車間中日常生產所需物料搬運，離不開起重機，更離不開智能起重機設備，智能製造是製造業發展的重大趨勢，是推進製造業供給側結構性改革的重要體現，是構建新型製造體系的必然選擇，也是促進製造業向中高端邁進，促進企業各個行業蓬勃發展的有力舉措。北京中遠通研發的激光3D掃描是天車的視覺系統，用於板卷、鋼筋、高線盤圓、廢鋼、集裝箱碼頭、煤場、礦場、物流庫、裝配車間等裝卸物料、裝配安裝工件進行立體掃描，實現物料的精準定位。該系統通過伺服電機的旋轉，配合二維掃描設備形成3D掃描成像，並完成物體三維圖像構建。本系統與主控計算機以數字通訊形式連接，給天車提供物料的抓取位置，直接或間接控制天車的運行。
目前該技術在國外已有多家擁有自己的核心產品，如施耐德、ABB、西門子等幾家大公司，但應用場景不多，如鋼卷板卷庫、集裝箱碼頭等為數不多的地點。對上述提到的多個場景由於技術和其他原因少有涉及，本系統針對上述場景都有具體的應用，從底層算法到掃描方式都有不同的策略和解決方案。
創新理念：
該系統通過伺服電機的旋轉，配合二維掃描設備形成3D掃描成像。針對不同的應用場景，本系統中的二維掃描激光器的波長、功率、測量頻率、測量距離、掃描週期都是不同的，另一維的旋轉掃描速度也是不同的。因此獲得的三維點雲圖能較真實反應被掃描物體的形狀和空間座標。
創新描述：
掃描系統由掃描頭、控制處理系統組成，如下圖：
其中掃描頭由激光器、伺服電機、伺服控制器組成，數據通過以太網與控制處理系統連接。控制處理系統收到數據後，形成物體的點雲圖，並通過算法根據不同的場景給出物體的三維數據，如重心、邊緣數據、特徵點位置等，根據天車和掃描系統的三維相對位置，發出可執行的命令座標，完成自動化裝卸、安裝、抓取等特定的任務。
其中要解決的重點也是難點：不同不規則物體的剝離、物體的疊加和交互處理。吊運過程為了避障，路徑的選擇。為了提高運行效率，吊運的優化等。
使用時間：
本產品設計完成時間為2015年12月，第一臺應用時間為2016年3月，到2019年10月25日，已有20幾個應用，十幾個不同的場景。
圖片展示：
控制系統和掃描頭現場安裝圖
天車上和廠房頂走橋安裝圖
電廠抓鬥智能無人系統
廢鋼吸盤智能無人系統
棒線鋼筋捆智能無人系統
高線盤圓和鋁卷智能無人系統
鑄模車間智能無人系統
鋼卷庫智能無人系統
掃描點雲圖
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