本项目对抓斗门座式起重机（简称门机）作业自动化技术进行研发，实现散货卸船作业的自动化操作。 （1）技术路径 A.通过门机各机构安装检测传感器，实现门机各机构姿态检测。 B.利用带云台激光扫描设备对船、舱、斗、货进行宽范围扫描，建立精确的3D模型。 C.开发包含门机回转机构在内的复杂联动防摇定位技术，控制抓斗精准抓取、精准卸料、轨迹平滑。 D.开发散货作业规划算法，自动选择最优作业路径，避障的同时达到最优效率。 E.开发专门针对流动性差散货物料的全自动抓边、定点抓取策略，减少清舱量，提高清舱阶段安全性。 （2）项目效果 A.操作人员由“一对一”设备本地人工操作转变为远程控制室的“一对多”的设定、监管和少量人工介入。 B.清舱阶段“指哪抓哪”定点抓取作业模式，最大限度减少远程人工操作的同时，有效避开舱内清舱机械，消除安全风险。 C.自动化率达到90%以上，工班综合效率达到熟练司机水平。 D.经济效益：每台门机每年节约成本约80万元。 E.社会效益：改善操作人员工作环境，缩短操作人员培养周期，消除人员疲劳和疏忽引发的安全风险。 （3）推广与应用价值 项目实现了抓斗门机自动化作业，填补了该领域技术上的空白，在行业内具有较高的推广应用价值，目前已在分公司所有散货门机推广应用。 2、主要创新点 通过三维激光扫描建模感知作业对象和环境、机构定位检测获取本机自身状态、运行过程中抓斗定位防摇和舱中间、舱边缘、暗舱卸船策略开发，实现全自动抓料和卸料，作业过程司机无需全程操作，实现了“一对多”智能监管。 （1）多机构定位防摇技术 对门座起重机作业路径进行规划，获得最优作业路径，然后通过计算最优作业路径上速度-位置、时间-位置的对应关系，结合等效绳长、各机构加速度两个变量估算摇摆角度， 通过改变加速度修复摇摆角度，再通过防摇算法修正摆动波形，由变频器控制各机构平稳运行，从而实现各机构联动状态下的自动防摇定位。开发门机起升、变幅、旋转三机构防摇协调控制软件，取消了摇摆角度传感器，运算速度快，系统更可靠，杜绝了手动模式人为纠正的多余动作，减少电能消耗；同时通过精准的控制，机构运行更加平稳，延长了钢丝绳、减速机、电机的使用寿命，减少材料、配件消耗。 （2）全自动作业策略 建立船舶点云模型，正确提取舱口范围和物料高度数据，开发自动化作业规划算法；将舱内物料区域分为M * N的棋盘格，然后对每个棋盘格内的点云高度进行统计；根据回字形或Z字形抓料策略分层抓料；再根据抓料点坐标、卸料点坐标和若干中间点坐标，自动选择最优路径，避障的同时达到最优效率。 （3）自动抓边和定点取料技术 开发自动抓边模式，当抓斗下降超过舱口，系统自动驱动抓斗贴边作业，进一步提升自动化率。利用平面检测算法从建立的模型上得到四周舱壁坐标，进而计算出位于同侧的舱口边缘与舱壁之间的距离数据，再根据舱口边缘与舱壁之间的距离对作业范围坐标进行扩展获得物料区域。针对流动性差的物料，开发定点取料技术，设定取料点后，抓斗以最优路径自动到达指定区域定点抓取。