一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，包吊钩UWB标签装置和自动跟随摄像头装置；自动跟随摄像头装置设有第一UWB天线、自动跟随装置主控板、二自由度云台和固定安装在二自由度云台上的摄像头；吊钩UWB标签装置设有第二UWB天线、吊钩UWB标签主控板、电池管理系统控制板、太阳能供电系统和锂电池供电系统。通过设置自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置，配合摄像头吊钩跟随算法实现自动跟随摄像头装置实时跟随塔吊的吊钩，基于二自由度云台的摄像头可自动调整拍摄角度，拍摄方向一直朝向吊钩UWB标签装置，从而能实现水平视角实时近距离观察吊钩工作状态，实现吊钩可视化，为塔吊司机提供全视角监测，提高塔吊操作的安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置
本技术涉及塔吊吊钩可视化
，具体来说，涉及一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置。
技术介绍
塔式起重机简称塔吊，在塔吊高度较高时塔吊司机基本处于盲吊，基本依靠地面人员的工作指令进行操作，易因沟通不畅而产生安全隐患，地面人员与塔吊司机依靠对讲机的沟通方式很容易造成理解误差而使塔吊司机误操作。在管理上，塔吊司机在高空作业时基本处于脱管状态，出现安全事故进行事故原因回溯时，目前也只有一些枯燥的数据，对事故判断裁决无法提供有效支撑。近年来随着信息技术的发展，在塔吊关键位置上安装高清摄像头，在塔吊司机驾驶室安装显示器，塔吊司机能通过显示器直观观察到各摄像头拍摄的画面信息，协助塔吊司机进行现场操作。目前国内外厂家相关的产品都是将摄像头安装在吊钩上方垂直方向的小车上，仅能给塔吊司机提供自顶向下的垂直视角，通常称为吊钩可视化产品。而近距离水平视角观察吊钩工作状态的产品还没有，主要是因为吊钩工作范围大，固定的摄像头如果想覆盖到吊钩移动全范围，则无法实现近距离观察，这样的吊钩可视化产品可视范围和视角是不完整的。针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
针对相关技术中的上述技术问题，本技术提出一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，能够克服现有技术的上述不足。为实现上述技术目的，本技术的技术方案是这样实现的：一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，包括吊钩和塔身，其特征在于，所述吊钩正上方并靠近所述吊钩设置有吊钩UWB标签装置，所述塔身居中并与所述吊钩UWB标签装置相对的位置设有自动跟随摄像头装置；所述自动跟随摄像头装置设有第一UWB天线、自动跟随装置主控板、二自由度云台和固定安装在二自由度云台上的摄像头；所述吊钩UWB标签装置设有第二UWB天线、吊钩UWB标签主控板、电池管理系统控制板、太阳能供电系统和锂电池供电系统。进一步的，所述二自由度云台底部设有二自由度云台托盘，垂直于所述二自由度云台托盘设有围绕着水平自由度电机旋转轴做水平自由度旋转的水平自由度电机，所述水平自由度电机旋转轴上侧设有围绕着垂直自由度电机旋转轴做垂直自由度旋转的垂直自由度电机，所述垂直自由度电机上侧连接有中间设有摄像头支架固定孔的摄像头支架。进一步的，所述自动跟随装置主控板设有第一CPU主控电路、第一UWB锚点电路和二自由度云台控制电路。进一步的，所述第一CPU主控电路的主处理器为STM32F407IGT7高性能工业级芯片。进一步的，所述二自由度云台控制电路设有过温保护电路、过流保护电路、二自由度云台步进电机驱动电路和步进电机编码器信号调理电路。进一步的，所述吊钩UWB标签主控板设有第二CPU主控电路、第二UWB锚点电路。进一步的，所述第二CPU主控电路的主处理器为STM32L151CBT6A超低功耗工业级芯片。本技术的有益效果：通过设置自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置，配合摄像头吊钩跟随算法实现自动跟随摄像头装置实时跟随塔吊的吊钩，基于二自由度云台的摄像头可自动调整拍摄角度，拍摄方向一直朝向吊钩UWB标签装置，从而能实现水平视角实时近距离观察吊钩工作状态，实现吊钩可视化，为塔吊司机提供全视角监测，提高塔吊操作的安全性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是根据本技术实施例所述的一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置和系统的塔吊结构图；图2是根据本技术实施例所述的一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置和系统的二自由度云台结构图；图3是根据本技术实施例所述的一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置和系统的自动跟随摄像头装置组成示意图；图4是根据本技术实施例所述的一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置和系统的吊钩UWB标签装置组成示意图。图中：1、吊钩；2、吊钩UWB标签装置；3、自动跟随摄像头装置；4、塔身；5、小车；6、吊臂；7、驾驶室；8、二自由度云台托盘；9、水平自由度电机；10、水平自由度旋转轴；11、垂直自由度电机；12、垂直自由度旋转轴；13、摄像头支架固定孔；14、摄像头支架；15、二自由度云台托盘固定孔。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。如图1所示，一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，包括吊钩1和塔身4，其特征在于，所述吊钩1正上方并靠近所述吊钩1设置有吊钩UWB标签装置2，所述塔身4居中并与所述吊钩UWB标签装置2相对的位置设有自动跟随摄像头装置3；所述自动跟随摄像头装置3设有第一UWB天线、自动跟随装置主控板、二自由度云台和固定安装在二自由度云台上的摄像头；所述吊钩UWB标签装置2设有第二UWB天线、吊钩UWB标签主控板、电池管理系统控制板、太阳能供电系统和锂电池供电系统。在本技术的一个具体实施例中，所述二自由度云台底部设有二自由度云台托盘8，垂直于所述二自由度云台托盘8设有围绕着水平自由度电机旋转轴10做水平自由度旋转的水平自由度电机9，所述水平自由度电机旋转轴10上侧设有围绕着垂直自由度电机旋转轴12做垂直自由度旋转的垂直自由度电机11，所述垂直自由度电机11上侧连接有中间设有摄像头支架固定孔13的摄像头支架14。在本技术的一个具体实施例中，所述自动跟随装置主控板设有第一CPU主控电路、第一UWB锚点电路和二自由度云台控制电路。在本技术的一个具体实施例中，所述第一CPU主控电路的主处理器为STM32F407IGT7高性能工业级芯片。在本技术的一个具体实施例中，所述二自由度云台控制电路设有过温保护电路、过流保护电路、二自由度云台步进电机驱动电路和步进电机编码器信号调理电路。在本技术的一个具体实施例中，所述吊钩UWB标签主控板设有第二CPU主控电路、第二UWB锚点电路。在本技术的一个具体实施例中，所述第二CPU主控电路的主处理器为STM32L151CBT6A超低功耗工业级芯片。为了方便理解本技术的上述技术方案，以下通过具体使用方式上对本技术的上述技术方案进行详细说明。如图1所示，自动跟随摄像头装置3安装在塔吊塔身4居中位置，供电与通信线缆由驾驶室引出；吊钩UWB标签装置2安装在吊钩1正上方位置，在不影响吊钩1工作的情况下，尽可能接近吊钩1，吊钩UWB标签装置2使用太阳能供电系统和锂电池供电系统双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，包括吊钩（1）和塔身（4），其特征在于，所述吊钩（1）正上方并靠近所述吊钩（1）设置有吊钩UWB标签装置（2），所述塔身（4）居中并与所述吊钩UWB标签装置（2）相对的位置设有自动跟随摄像头装置（3）；所述自动跟随摄像头装置（3）设有第一UWB天线、自动跟随装置主控板、二自由度云台和固定安装在二自由度云台上的摄像头；所述吊钩UWB标签装置（2）设有第二UWB天线、吊钩UWB标签主控板、电池管理系统控制板、太阳能供电系统和锂电池供电系统。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，包括吊钩（1）和塔身（4），其特征在于，所述吊钩（1）正上方并靠近所述吊钩（1）设置有吊钩UWB标签装置（2），所述塔身（4）居中并与所述吊钩UWB标签装置（2）相对的位置设有自动跟随摄像头装置（3）；所述自动跟随摄像头装置（3）设有第一UWB天线、自动跟随装置主控板、二自由度云台和固定安装在二自由度云台上的摄像头；所述吊钩UWB标签装置（2）设有第二UWB天线、吊钩UWB标签主控板、电池管理系统控制板、太阳能供电系统和锂电池供电系统。


2.根据权利要求1所述的一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化装置，其特征在于，所述二自由度云台底部设有二自由度云台托盘（8），垂直于所述二自由度云台托盘（8）设有围绕着水平自由度电机旋转轴（10）做水平自由度旋转的水平自由度电机（9），所述水平自由度电机旋转轴（10）上侧设有围绕着垂直自由度电机旋转轴（12）做垂直自由度旋转的垂直自由度电机（11），所述垂直自由度电机（11）上侧连接有中间设有摄像头支架固定孔（13）的摄像头支架（14...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁克威，李子力，柴成源，邢路，
申请(专利权)人：北京中铁建建筑科技有限公司，中铁建设集团有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11