Le système de localisation fusionné de haute précision pour ponts roulants à forte charge, développé en interne, a été réceptionné par l'aciérie ; sa précision de localisation atteint ±5 mm.
📌 Le système de localisation fusionné de haute précision pour ponts roulants à forte charge, développé en interne, a été réceptionné par l'aciérie ; sa précision de localisation atteint ±5 mm.。克鲁德重工自主研发的天车重载高精度融合定位系统在某钢厂50t铸造天车上完成验收测试，在满载工况下定位精度稳定达到±5mm，满足无人天车自动吊运的精准对位需求。
克鲁德重工自主研发的天车重载高精度融合定位系统在某钢厂50t铸造天车上完成验收测试，在满载工况下定位精度稳定达到±5mm，满足无人天车自动吊运的精准对位需求。该系统采用激光雷达+绝对值编码器+UWB超宽带三源融合方案，通过扩展卡尔曼滤波（EKF）算法实现多传感器数据实时融合，填补了国产起重机在重载高精度定位领域的产品空白。
三源融合定位技术方案
系统采用激光雷达、绝对值编码器和UWB超宽带三套独立定位单元，各自输出定位数据后经EKF融合引擎计算最优位置估计。激光雷达采用SICK LMS111室内型单线扫描雷达，安装于小车底部向下扫描地面特征点，平面测量精度±12mm，扫描角度270°，数据刷新频率50Hz。绝对值编码器安装在大车和小车驱动电机轴端，通过齿轮齿条传动测量行走位移，分辨率0.1mm，累计误差经末端位置校准后控制在±3mm以内。UWB定位基站沿轨道方向每15米部署一个，标签安装于小车架侧面，测距精度±10cm，作为全局位置参考消除激光雷达和编码器的累积漂移。EKF融合引擎运行于倍福CX2030嵌入式控制器上，计算周期4ms，三路位置数据经时序对齐、异常值剔除和卡尔曼增益加权后输出最优位置估计，在50t铸造天车满载运行工况下实测定位精度±5mm（3σ）。
| Éléments de comparaison | 激光雷达 | 绝对值编码器 | UWB定位 | 三源融合 |
|---|---|---|---|---|
| 单源精度 | ±12mm | ±3mm（校准后） | ±10cm | ±5 mm |
| 缺陷 | 粉尘遮挡影响大 | 累积误差需校准 | 精度低、多径干扰 | 互为补偿 |
| 刷新频率 | 50Hz | 连续 | 10Hz | 250Hz |
| Adaptabilité environnementale | 中（怕粉尘） | 强 | 中（怕金属遮挡） | 强 |
钢厂验收测试结果
验收在某钢厂炼钢车间的50t铸造天车上进行，测试环境温度45~65℃、粉尘浓度约8mg/m³、存在强电磁干扰（变频器和大功率电弧炉）。测试方案按GB/T 3811《起重机设计规范》和GB/T 5905《起重机试验规范和程序》的相关要求执行，涵盖静态定位精度、动态跟踪精度、重复定位精度和多源失效切换四项核心指标。测试结果表明：静态定位精度±4.2mm（50次测量平均值），动态跟踪精度±5.8mm（小车以0.5m/s运行时），重复定位精度±3.1mm（同一位置反复10次），多源失效切换时间<200ms（任意单一传感器信号丢失时融合系统自动切换至其余传感器继续输出位置数据）。三项关键指标均优于设计目标值。
多行业推广部署
定位系统在通过钢厂验收前已在5个行业8个项目中完成部署验证，覆盖钢铁冶金（3个铸造天车项目）、重型机械加工（2个）、有色金属（1个）、汽车制造（1个）和造纸（1个）等行业。部署天车的吨位范围从10t到100t，工作级别A5~A7，轨道跨度12m~31.5m。在8个项目中，有6个实现了无人天车全自动吊运作业，2个实现了操作员辅助的半自动作业模式。定位系统的平均现场调试周期为5~8个工作日，较系统研发初期的14个工作日缩短约50%。系统累计无故障运行时间超过12000小时，未发生因定位故障导致的设备碰撞或吊运事故。该系统的传感器融合算法和容错设计参照GB/T 3811中关于安全监控管理系统的相关要求执行，支持与克鲁德重工MCSS多机调度系统的数据对接，为智能工厂的无人天车调度提供高精度的位置数据基础。
相关技术方案参考：Comparaison des solutions de positionnement de haute précision pour les ponts roulants : guide de sélection pour la fusion entre lidar, codeur et UWB（一文详解六种定位方案技术原理、成本对比和选型流程）。Coordination entre plusieurs AGV/RGV et ponts roulants : mise en pratique d'un système de gestion des transports automatisés dans une usine intelligente（MCSS多机调度系统与定位系统的集成方案）。
Foire aux questions (FAQ)
问：三源融合定位系统在强电磁干扰环境下能否正常工作？
答：该定位系统在钢厂验收测试中已证明其在强电磁干扰环境下的可靠性。扩展卡尔曼滤波融合机制使系统在任意单一传感器信号受到干扰时自动降低该传感器的融合权重，其余传感器仍可持续输出位置数据。在50t铸造天车满载运行工况下，系统在变频器和大功率电弧炉同时工作的电磁环境中实现了±5mm的定位精度。传感器和通信链路全部采用工业级屏蔽电缆和金属外壳防护，符合GB/T 3811中关于电气设备电磁兼容性的要求。
问：该定位系统对现有天车的改造难度和成本如何？
答：该系统设计时充分考虑改造场景，采用模块化部署方案。激光雷达安装于小车底部预留安装支架，绝对值编码器需在天车驱动端加装联轴器和编码器座，UWB基站沿轨道侧壁或立柱安装。典型改造施工周期为3~5个工作日（不含设备联调），改造费用包含传感器硬件、嵌入式控制器和调试服务三部分。对于已有变频调速和PLC控制系统的天车，系统可通过PROFINET或EtherCAT总线与控制柜对接，无需更换原有电控系统。
问：定位系统是否支持与客户的MES或WMS系统对接？
答：支持。定位系统的位置数据通过OPC UA服务器对外发布，数据模型包含大车位置、小车位置、定位置信度、传感器健康状态等16个数据点。客户的MES或WMS系统可通过OPC UA客户端订阅位置数据，实现吊运任务的自动下发和作业完成确认。系统已在3个项目中与客户的MES系统完成数据对接，数据刷新周期与定位系统输出同步（4ms），端到端通信延迟不超过50ms。
问：在多台天车同跨运行的场景下，多套定位系统之间是否存在干扰？
答：在同一跨多台天车运行的场景下，激光雷达和编码器各自独立工作，之间不存在相互干扰。UWB定位通过时分多址（TDMA）机制分配时隙，每台天车的UWB标签在不同时间隙发送信号，避免信号碰撞。系统设计最大支持同一跨8台天车同时运行互不干扰，已在两个钢厂项目中验证了多车并发运行工况下的定位可靠性。UWB基站的安装高度和角度经过现场勘测优化，确保每台天车的标签在轨道全程都能被至少3个基站覆盖。
