塔式起重机作业预警方法技术

本发明专利技术公开了一种塔式起重机作业预警方法，包括：建立空间三维坐标系，获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息；基于物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息计算塔式起重机的运动部件到物体的距离；判断塔式起重机的运动部件到物体的距离与预设距离S之间的关系：若塔式起重机的运动部件到物体的距离小于预设距离S，则发出警示信息。则发出警示信息。则发出警示信息。

【技术实现步骤摘要】
塔式起重机作业预警方法


[0001]本专利技术涉及工程机械
，尤其涉及一种塔式起重机作业预警方法。

技术介绍

[0002]塔式起重机在城市区域作业时，其作业环境非常复杂，其周围不但存在固定的障碍物，还可能存在运行的车辆及工人，若与如障碍物、车辆、工人等之类的物体发生碰撞，极易发生危险的安全事故。
[0003]现有技术中，主要通过驾驶员观察周围环境以及观察摄像头所获取的视频信息来避免发生碰撞事件，这种依靠人工判断的方式很不可靠。

技术实现思路

[0004]针对现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术的实施例提供了一种塔式起重机作业预警方法。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术的实施例采用的技术方案是：
[0006]一种塔式起重机作业预警方法，包括：
[0007]建立空间三维坐标系，获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息；
[0008]基于物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息计算塔式起重机的运动部件到物体的距离；
[0009]判断塔式起重机的运动部件到物体的距离与预设距离S之间的关系：
[0010]若塔式起重机的运动部件到物体的距离小于预设距离S，则发出警示信息。
[0011]优选地，所述预设距离S等于αS0，S0为基础设定值，α大于0；所述方法还包括：
[0012]获取物体以及运动部件的运动参数信息，所述运动参数包括运动速度；
[0013]基于物体以及运动部件的运动参数信息确定预设距离S：
[0014]若物体与运动部件具有基于三维空间坐标的相向的运动分量，则取α大于1；
[0015]若物体与运动部件具有基于三维空间坐标的同向的运动分量，则取α小于1；
[0016]若物体为静止物体，则取α等于1。
[0017]优选地，所述预设距离等于αS0，S0为基础设定值，α大于0；所述方法还包括：
[0018]基于运动的稳定性划分运动部件的类型；
[0019]基于运动部件的类型确定预设距离S。
[0020]优选地，所述运动部件包括起重臂和吊钩；所述起重臂为运动稳定型运动部件，所述吊钩为运动不稳定型运动部件；
[0021]所述的基于运动部件的类型确定预设距离S包括：
[0022]若运动部件为吊钩，则取α大于1；
[0023]若运动部件为起重臂，则取α等于1。
[0024]优选地，所述预设距离包括警示距离以及报警距离，所述报警距离小于警示距离；
[0025]若运动部件为吊钩，且吊钩具有水平方向运动的分量，且吊钩运动至等于或小于报警距离，则至少通过起重臂而对吊钩进行水平方向上的制动。
[0026]优选地，以塔式起重机的旋转中心为原点建立三维坐标系。
[0027]优选地，所述获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息包括：
[0028]在塔式起重机的多个位置安装多个摄像机，利用该多个摄像机对塔式起重机的周围环境拍摄以获取周围环境的图像信息；
[0029]提取图像特征点，以形成点云模型，对前、后帧不同角度的图像进行点云匹配，以最终获得物体的三维坐标信息，以及周围环境的全景模型图，利用塔式起重机自身的监控系统获得运动部件的空间三维坐标信息。
[0030]优选地，在塔式起重机的驾驶室内显示全景模型图；
[0031]优选地，所述摄像机至少安装在所述塔式起重机的顶部位置、起重臂的两端位置以及吊钩位置。
[0032]优选地，其特征在于，所述物体包括固定物和运动物。
[0033]与现有技术相比，本专利技术的实施例所提供的塔式起重机作业预警方法的有益效果是：本专利技术所提供的方法能够在起重机的运动部件靠近物体前自动的发出警示信息以提醒驾驶员。
附图说明
[0034]图1为本专利技术所提供的塔式起重机作业预警方法的流程图。
[0035]图2为本专利技术的一个优选实施例所提供的塔式起重机作业预警方法流的程图。
[0036]图3为本专利技术的另一个优选实施例所提供的塔式起重机作业预警方法流的程图。
具体实施方式
[0037]为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。
[0038]如图1所示，本专利技术的实施例公开了一种塔式起重机作业预警方法，该方法包括如下步骤：
[0039]S10：建立空间三维坐标系，获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息。
[0040]具体地，在塔式起重机的多个位置安装多个摄像机，利用该多个摄像机对塔式起重机的周围环境拍摄以获取周围环境的图像信息；提取图像特征点，以形成点云模型，对前、后帧不同角度的图像进行点云匹配，以最终获得物体的三维坐标信息，以及周围环境的全景模型图，利用塔式起重机自身的监控系统获得运动部件的空间三维坐标信息。
[0041]获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息具体包括如下步骤：
[0042]摄像机标定。
[0043]建立以塔式起重机的主杆的顶部为原点的空间三维坐标系，然后，使用二维方格板，例如棋盘格，对现场使用的摄像机进行标定，采集标定板不同位姿图片，提取图片中角点像素坐标，通过单应矩阵获取相机的内参及外参，完成世界坐标系到相机坐标系到像素
(图标)坐标系的转换。
[0044]图像获取，初步建模。
[0045]图像获取的步骤按照使用算法分为2类：传统三维重建算法，深度学习三维重建算法；
[0046]当使用传统算法时，例如，使用KinectFusion，Bundle Fusion等算法，需要在塔机运行前，控制可调整相机云台拍摄多角度环境图片，预先获取周边环境的位姿信息，对周边环境初步建模，用于后续的周边环境重建。
[0047]当使用深度学习算法时，例如使用MVSNet，PatchmatchNet等深度学习算法模型，由于模型需要通过大量的数据进行学习，训练使用数据的相似度对应用效果影响大。施工现场环境相似，预先采集其他现场周边环境的多角度图像，进行数据标记及训练，得到应用度较高的预训练模型，后续使用该预训练模型对应用环境进行模型重建。
[0048]分析处理图片，建立周围环境模型，获取环境中的物体的空间三维坐标以及全景模型图。
[0049]多相机拍摄运行环境的图像数据实时传送至数据分析处理单元，数据分析处理单元对相机实时采集的图像进行图像增强、修复去噪、分割等预处理操作，完成图像的特征提取，获得其点云(体素)信息；将前后帧不同视角图像的特征点位进行融合拼接，重复验证，检验对应关系的正确性，排除不可能出现的错误对应场景，完成不同图像点云的拼接，实现曲面重建；对重建的模型进行局部及整体优化，删除重复或不合理点位，根据RGB图像完成对模型的纹理贴图，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种塔式起重机作业预警方法，其特征在于，包括：建立空间三维坐标系，获取塔式起重机作业范围内的物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息；基于物体的空间三维坐标信息以及塔式起重机的运动部件的空间三维坐标信息计算塔式起重机的运动部件到物体的距离；判断塔式起重机的运动部件到物体的距离与预设距离S之间的关系：若塔式起重机的运动部件到物体的距离小于预设距离S，则发出警示信息。2.根据权利要求1所述的塔式起重机作业预警方法，其特征在于，所述预设距离S等于αS0，S0为基础设定值，α大于0；所述方法还包括：获取物体以及运动部件的运动参数信息，所述运动参数包括运动速度；基于物体以及运动部件的运动参数信息确定预设距离αS0：若物体与运动部件具有基于三维空间坐标的相向的运动分量，则取α大于1；若物体与运动部件具有基于三维空间坐标的同向的运动分量，则取α小于1；若物体为静止物体，则取α等于1。3.根据权利要求1所述的塔式起重机作业预警方法，其特征在于，所述预设距离等于αS0，S0为基础设定值，α大于0；所述方法还包括：基于运动的稳定性划分运动部件的类型；基于运动部件的类型确定预设距离αS0。4.根据权利要求3所述的塔式起重机作业预警方法，其特征在于，所述运动部件包括起重臂和吊钩；所述起重臂为运动稳定型运动部件，所述吊钩为运动不稳定型运动部件；所述的基于运动部件的类型确定预设距离αS0包括：若运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：王辉，王振丰，郑海南，季照潼，朱振武，韩雪娇，
申请(专利权)人：凯博信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：