本技术涉及吊机控制，具体涉及一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术：
1、随着全球化贸易的不断加速和国际物流业的迅猛发展，集装箱作为国际贸易中最常见的货物运输单位，其高效、安全的装卸与堆放技术变得尤为重要。在众多集装箱处理环节中，轮胎吊作为一种重要的装卸设备，对于提升港口作业效率具有不可忽视的作用。然而在实际操作过程中，集装箱在轮胎吊堆场的搬运和堆放过程中经常面临着碰撞和摔打的问题，即发生打保龄问题，这不仅增加了货物损坏的风险，也提高了作业的不安全因素。
2、目前，现有轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法是在传统的操作过程中，操作员根据视觉判断或基于传感器反馈进行位置调整，以确保集装箱能够准确放置到指定位置。但是在实际应用中，由于集装箱在吊装过程中可能会出现摆动，集装箱的摆动会造成与相邻集装箱发生碰撞，即打保龄风险，仅通过监测集装箱的位置来进行调整，往往会忽略集装箱的摆动造成的打保龄风险，导致轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄的准确性较低。
技术实现思路
1、本技术提供了一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法、系统、电子设备及存储介质，具有提高轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄的准确性的效果。
2、第一方面，本技术提供了一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，包括：
3、获取轮胎吊堆场中待吊集装箱当前的位置和水平摆速；
4、基于所述位置和水平摆速，确定所述待吊集装箱的目标吊装区域；
5、获取所述待吊集装箱与相邻集装箱之间的相对距离，并根据所述相对距离，确定所述待吊集装箱的安全吊装区域；
6、若所述目标吊装区域与所述安全吊装区域的重合率小于预设阈值，则比较所述目标吊装区域与所述安全吊装区域，确定所述待吊集装箱的预计偏移区域；
7、根据所述预计偏移区域对应的偏移参数，确定所述待吊集装箱的目标吊装位置。
8、通过采用上述技术方案，获取集装箱当前的位置和水平摆速，可以预测并确定其合理的目标吊装区域，在保证吊装效率的前提下进行吊装定位。通过获取集装箱与相邻集装箱的距离，可以计算确定集装箱的安全吊装区域，避免与周围集装箱发生碰撞。然后比较目标吊装区域与安全吊装区域的匹配程度，如果两区域重合率不足，则可以提取出两区域之间的差异区域作为预计偏移区域。根据预计偏移区域计算出对应的参数，对目标吊装位置进行调整，使其在最大限度符合安全限制的前提下，保持最佳的吊装效率。这样通过对目标吊装区域与安全吊装区域的匹配分析，综合考虑待吊集装箱的位置以及水平摆速的影响，从而确定待吊集装箱需要调整的目标吊装位置，能够避免因吊装过程中摆动出现与相邻集装箱发生碰撞的打保龄情况，提高了轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄的准确性。
9、可选的，获取所述待吊集装箱的长度、宽度以及高度和所述待吊集装箱所处环境的风速；根据所述位置，确定所述待吊集装箱的垂直投影区域；根据所述水平摆速和所述待吊集装箱的长度、宽度以及高度和所述风速，确定所述待吊集装箱在水平面的摆动幅度；基于所述摆动幅度，确定所述待吊集装箱在水平面的摆动范围；将所述摆动范围和所述垂直投影区域的重合区域确定为所述待吊集装箱的目标吊装区域。
10、通过采用上述技术方案，获取集装箱的尺寸参数，包括长度、宽度和高度，然后根据集装箱的位置，可以计算出其在地面上的垂直投影区域，即吊装时合理的竖直方向定位。结合集装箱的水平摆速和尺寸参数，可以确定集装箱在水平方向的摆动范围和最大摆动幅度。将垂直投影区域与水平方向摆动范围取交集，确定出吊装过程中集装箱合理的三维空间目标吊装区域，这样，通过集装箱的位置、尺寸和运动参数，分析计算出其完整的目标吊装空间，实现了根据集装箱自身状况来定位最优吊装区域。
11、可选的，将所述待吊集装箱的水平摆速和所述待吊集装箱的长度、宽度以及高度和所述待吊集装箱所处环境的风速代入预设公式，得到所述待吊集装箱在水平面的摆动幅度；其中，所述预设公式为：
12、
13、式中，a表示所述待吊集装箱在水平面的摆动幅度，aref表示基准摆动幅度，ω表示所述待吊集装箱的水平摆速，l表示所述待吊集装箱的长度，w表示所述待吊集装箱的宽度，h表示所述待吊集装箱的高度，g表示重力加速度，ρ表示基准空气密度，m表示所述待吊集装箱的质量，k表示所述待吊集装箱的吊装绳索弹性系数，l表示所述待吊集装箱的吊装绳索长度，n表示监测点数量，wref表示基准参考风速，ws,i表示第i个监测点的风速，θi表示第i个监测点的风向角度。
14、通过采用上述技术方案，可以结合集装箱的尺寸和运动参数，直接计算出集装箱在水平方向的最大摆动幅度。其中公式将集装箱的长度、宽度、高度以及水平摆速和风俗作为变量带入计算，通过运动学公式，得到集装箱空间摆动的量化结果。这样，利用预设公式的计算，可以根据具体的运动学分析过程，直接得到集装箱水平摆动的幅度参数，这种基于公式计算的思路，简化了分析流程，提高了参数获取的效率，为后续集装箱吊装区域的确定提供了关键的摆动幅度数据。
15、可选的，根据所述相对距离和所述待吊集装箱的标准作业距离，确定所述待吊集装箱的最小安全距离；以所述最小安全距离为半径，确定所述待吊集装箱的安全吊装范围；在所述安全吊装范围内，筛除所述相邻集装箱的所占区域，得到所述待吊集装箱的安全吊装区域。
16、通过采用上述技术方案，根据集装箱与相邻集装箱之间的距离，并结合标准作业距离，计算出集装箱的最小安全距离。以最小安全距离为半径可得到初步的安全吊装范围。然后在该安全范围内进行去除，剔除相邻集装箱所占的区域，得到进一步优化的安全吊装区域，这样，通过确定最小安全距离，并进行区域内去除计算，实现了针对相邻集装箱的安全吊装区域确定，既综合考虑了集装箱间距，也通过范围去除使安全区域更符合实际，确保了与相邻集装箱之间的安全间距，避免了碰撞风险。
17、可选的，若所述相对距离大于或等于所述标准作业距离，则将所述相对距离确定为所述待吊集装箱的最小安全距离；若所述相对距离小于所述标准作业距离，则将所述标准作业距离确定为所述待吊集装箱的最小安全距离。
18、通过采用上述技术方案，在确定集装箱的最小安全距离时，需要进行条件判断：如果集装箱与相邻集装箱的实际相对距离大于或等于标准作业距离，则直接取该实际距离作为最小安全距离。如果实际距离小于标准距离，则取标准作业距离作为最小安全距离。这样在两个距离值中取较大者作为最小安全距离，可以确保其大于等于标准距离，满足基本的安全间隔要求，同时又兼顾了实际距离，当实际距离本身就较大时，直接采用该距离，避免安全距离设置过大。
19、可选的，基于所述目标吊装区域的形状和尺寸，计算所述目标吊装区域的第一面积；确定所述目标吊装区域与所述安全吊装区域共有的重合区域，并基于所述重合区域的形状和尺寸，计算所述重合区域的第二面积；将所述第一面积与所述第二面积的比值作为所述重合率；若所述重合率小于预设重合率，则将所述目标吊装区域与所述安全吊装区域未重合的差异区域作为所述待吊集装箱的预计偏移区域。
20、通过采用上述技术方案，计算目标吊装区域的面积作为第一个面积。然后确定目标区域与安全区域的重合部分，计算该重合区域的面积作为第二个面积，将两个面积的比值确定为重合率。判断重合率是否低于预设阈值，如果低于，则提取两区域未重合的差异部分作为预计偏移区域，通过面积计算重合率的方式，实现了目标区域与安全区域匹配程度的量化分析。面积比值直接反映了两区域吻合度，通过与阈值对比，可提取两区域间的差异作为偏移区域，为后续吊装位置调整提供依据。
21、可选的，基于所述偏移方位角和所述偏移距离，确定所述待吊集装箱的横向偏移量和纵向偏移量；获取所述待吊集装箱当前的几何中心点坐标；根据所述横向偏移量和所述纵向偏移量，调节所述几何中心点坐标，得到目标中心点坐标，并确定所述目标中心点坐标对应的目标吊装位置。
22、通过采用上述技术方案，通过偏移方位角和偏移距离这两个参数，可以拆分计算出具体的横向和纵向偏移量。然后获取集装箱的当前几何中心点坐标作为原始吊装位置基准。根据横纵偏移量调整几何中心点坐标，得到新增的目标中心点坐标，以目标中心点坐标所代表的空间位置作为集装箱的最终目标吊装位置。这样通过偏移参数转换为量化的横纵偏移量，并应用于几何中心点坐标的调整，实现了快速高效地二维平面内吊装位置的精确调整。
23、在本技术的第二方面提供了一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄系统。
24、数据获取模块，用于获取轮胎吊堆场中待吊集装箱当前的位置和水平摆速；
25、数据处理模块，用于基于所述位置和水平摆速，确定所述待吊集装箱的目标吊装区域；获取所述待吊集装箱与相邻集装箱之间的相对距离，并根据所述相对距离，确定所述待吊集装箱的安全吊装区域；
26、偏移区域确定模块，用于若所述目标吊装区域与所述安全吊装区域的重合率小于预设阈值，则比较所述目标吊装区域与所述安全吊装区域，确定所述待吊集装箱的预计偏移区域；
27、吊装位置确定模块，用于根据所述预计偏移区域对应的偏移参数，确定所述待吊集装箱的目标吊装位置。
28、在本技术的第三方面提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，该程序能够被处理器加载执行时实现一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法。
29、在本技术的第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时使所述处理器实现一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法。
30、综上所述，本技术实施例中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
31、通过采用本技术技术方案，获取集装箱当前的位置和水平摆速，可以预测并确定其合理的目标吊装区域，在保证吊装效率的前提下进行吊装定位。通过获取集装箱与相邻集装箱的距离，可以计算确定集装箱的安全吊装区域，避免与周围集装箱发生碰撞。然后比较目标吊装区域与安全吊装区域的匹配程度，如果两区域重合率不足，则可以提取出两区域之间的差异区域作为预计偏移区域。根据预计偏移区域计算出对应的参数，对目标吊装位置进行调整，使其在最大限度符合安全限制的前提下，保持最佳的吊装效率。这样通过对目标吊装区域与安全吊装区域的匹配分析，综合考虑待吊集装箱的位置以及水平摆速的影响，从而确定待吊集装箱需要调整的目标吊装位置，能够避免因吊装过程中摆动出现与相邻集装箱发生碰撞的打保龄情况，提高了轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄的准确性。
1.一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述基于所述位置和水平摆速，确定所述待吊集装箱的目标吊装区域，包括：
3.根据权利要求2所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述根据所述水平摆速和所述待吊集装箱的长度、宽度以及高度和所述风速，确定所述待吊集装箱在水平面的摆动幅度，包括：
4.根据权利要求1所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述根据所述相对距离，确定所述待吊集装箱的安全吊装区域，包括：
5.根据权利要求4所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述根据所述相对距离和所述待吊集装箱的标准作业距离，确定所述待吊集装箱的最小安全距离，包括：若所述相对距离大于或等于所述标准作业距离，则将所述相对距离确定为所述待吊集装箱的最小安全距离；
6.根据权利要求1所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述若所述目标吊装区域与所述安全吊装区域的重合率小于预设阈值，则比较所述目标吊装区域与所述安全吊装区域，确定所述待吊集装箱的预计偏移区域，包括：
7.根据权利要求6所述的轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法，其特征在于，所述偏移参数包括偏移方位角和偏移距离，所述根据所述预计偏移区域对应的偏移参数，确定所述待吊集装箱的目标吊装位置，包括：
8.一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄系统，其特征在于，所述系统包括：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、存储器、用户接口及网络接口，所述存储器用于存储指令，所述用户接口和所述网络接口用于给其他设备通信，所述处理器用于执行所述存储器中存储的指令，以使所述电子设备执行如权利要求1-7任意一项所述的一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有指令，当所述指令被执行时，执行如权利要求1-7任意一项所述的一种轮胎吊堆场作业集装箱防打保龄方法。
