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申请/专利权人：山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿

摘要：本发明属于智能控制技术领域，具体涉及单轨吊人员接近保护及防撞保护的智能控制系统。所述系统包括：多源数据采集与融合单元，用于通过多传感器采集单轨吊的运行数据和周围环境数据，组成多源数据集合；对多源数据集合进行非线性融合，得到融合多源数据集；人员跟踪与预测单元，用于跟踪人员轨迹，并基于人员轨迹，对每个人员进行未来轨迹预测，得到每个人员的预测轨迹；碰撞分析单元，用于根据融合多源数据集，计算出危险区域，然后基于预测轨迹，计算出碰撞风险值，在碰撞风险值超过设定的第一风险阈值时，控制单轨吊进行制动。本发明显著提升了单轨吊人员接近保护及防撞保护系统的安全性、可靠性和智能化水平。

主权项：1.单轨吊人员接近保护及防撞保护的智能控制系统，其特征在于，所述系统包括：多源数据采集与融合单元，用于通过多传感器采集单轨吊的运行数据和周围环境数据，组成多源数据集合；对多源数据集合进行非线性融合，得到融合多源数据集；人员跟踪与预测单元，用于跟踪人员轨迹，并基于人员轨迹，对每个人员进行未来轨迹预测，得到每个人员的预测轨迹；碰撞分析单元，用于根据融合多源数据集，计算出危险区域，然后基于预测轨迹，计算出碰撞风险值，在碰撞风险值超过设定的第一风险阈值时，控制单轨吊进行制动；所述运行数据至少包括：单轨吊分别在X轴、Y轴和Z轴三个方向的速度分量，单轨吊分别绕X轴、Y轴和Z轴的角速度分量和单轨吊的滚转角、俯仰角和偏航角；所述环境数据至少包括：风速分别在X轴、Y轴和Z轴方向的分量和每个人员的初始三维坐标；设多源数据集合为；其中，，表示每个人员的初始三维坐标组成的三维坐标集合，其以单轨吊的位置为原点，为第个人员的X轴坐标值，为第个人员的Y轴坐标值，为第个人员的Z轴坐标值； ，表示单轨吊速度集，、和分别表示单轨吊在X轴、Y轴和Z轴三个方向的速度分量；表示风速集，、和分别表示风速在X轴、Y轴和Z轴方向的分量；表示角速度集，、和分别表示单轨吊绕X轴、Y轴和Z轴的角速度分量；表示单轨吊偏转角集，、和分别表示单轨吊的滚转角、俯仰角和偏航角；多源数据采集与融合单元，使用改进的无迹卡尔曼滤波器对多源数据集合进行非线性融合，具体的过程包括：预测步骤、更新步骤和自适应因子更新步骤；其中，预测步骤的公式如下： ； ； ； ；更新步骤的公式如下： ； ； ； ； ； ； ；其中，是k-1时刻的sigma点集；是k-1时刻的状态估计；是sigma点分布的缩放参数；是k-1时刻的协方差矩阵；是k时刻的控制输入；是状态转移函数的参数；是预设的非线性状态转移函数；是预设的非线性观测函数；是观测函数的参数；和分别是第个sigma点的均值和协方差权重；是自适应过程噪声协方差矩阵，用于表示状态预测的不确定性；是自适应观测噪声协方差矩阵，表示观测的不确定性；是k时刻的实际观测值；是卡尔曼增益；是过程噪声自适应因子，用于动态调整过程噪声协方差矩阵；是观测噪声自适应因子，用于动态调整观测噪声协方差矩阵；是状态与观测之间的互协方差矩阵；是k时刻的后验状态估计，即更新后的最佳估计，作为融合多源数据集；为k时刻的后验协方差矩阵，表示更新后的状态估计不确定性；是预测观测值的协方差矩阵；是通过状态转移函数传播后的sigma点集；是k时刻的先验状态估计；是k时刻的先验协方差矩阵；是sigma点集通过观测函数传播后的结果；是预测的观测值；是通过状态转移函数传播后的第个sigma点；是第个sigma点通过观测函数传播后的结果；sigma点总共个。

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