登录 | 注册

基于高精度3D激光雷达感知的装船机全船智能一体化自动作业系统

3

成果主要完成人

陈立新,丁健,王立勇,于传合,李树奎,方国昊,杨伟佳,和德明,王浩宇,廉旭,王文广,王亚涛,郭馨天,王超,果佳良,刘顺强,米成峰,高梓瑄

项目概况

成果简介(重点从研究背景、管理或技术难点、成果先进性、创新性、可推广性、经济社会效益、推动行业进步等方面进行表述,不超过800个汉字) 研究背景: 传统装船机作业依赖人工操控,存在安全风险高、劳动强度大、效率低等问题,难以适应现代港口智能化发展需求。唐山港集团港机船舶维修有限公司基于自主研发能力,聚焦散货装船场景,通过高精度3D激光雷达感知技术,构建全船智能一体化自动化作业系统,推动港口作业模式转型升级。 管理及技术难点: 技术层面需攻克高空扫描点云畸变、船舶动态建模误差、多系统(激光雷达、PLC、数据库、工单)协同控制等难题;管理层面需协调多阶段研发(远程操控→单舱自动化→全船自动化),确保技术迭代与工程落地的无缝衔接。 成果先进性: 首创基于3D激光雷达的舱口坐标识别算法与船舶动态建模方法,解决点云畸变问题;自主研发PLC自动化控制系统,集成8种装船工艺逻辑,实现精准作业控制;开发激光雷达阵列智能移舱系统,通过舱盖类型识别与实时数据纠偏,提升移舱安全性与连贯性。 构建“远程操控+单舱自动化+全船自动化”三级架构,融合激光雷达扫描、数据通信、生产工单管理等功能,支持全流程无人化作业。 创新性: 提出舱口四点坐标标定算法与船舶三维建模技术,填补国内散货装船动态感知空白;设计国产化PLC控制程序模块(如料流估算、工艺选择),获国家发明专利;首创多激光雷达并联标定方案,兼顾建模、防撞与实时监测,设备利用率提升30%。 可推广性: 低成本改造:单机改造成本仅120万元,为市场价1/3,且核心部件国产化,避免技术断供风险; 场景普适性:适用于散货堆场、铁路货位线、液化罐区等多场景,具备跨行业推广潜力; 技术通用性:系统采用C++开放架构,兼容主流设备,便于二次开发与功能扩展。 经济社会效益: 安全提升:消除人工误操作风险,降低职业病发生率,事故率下降80%; 效率优化:自动化作业精度达98%,单舱作业时间缩短20%,港口吞吐量显著提升。 经济效益: 节省人工成本30%,通过精细化控制减少能源浪费,助力港口低碳运营。 推动行业进步: 该系统实现散货装船全流程国产化智能控制,为港口自动化升级提供标准化解决方案。其应用案例获“振兴杯”全国青年职业技能大赛铜奖等多项荣誉,形成示范效应,推动国内港机设备自动化水平跻身国际先进行列,为行业高质量发展注入新动能。