【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及工程机械智能化控制，具体为一种造船门式起重机远程智能化控制系统及其方法。
技术介绍
1、门机即造船门式起重机，其在船舶制造工业中不可或缺，是起关键作用的重要设备之一。门机运行工况复杂，有操作门槛高、作业位置在高空较危险的特点。近年来，船舶制造过程中广泛使用门机，随之而来的是呈逐年攀升趋势的施工事故。
2、为保障施工安全，传统的做法是为门式起重机划定固定的安全区域。然而，固定安全区域的设置随着安全规范的严格逐年扩大，虽然较大的安全区域设置可以确保在各种作业条件下都能提供足够的安全缓冲，但是大面积的安全区域设置导致了系统对人员闯入的敏感性过高，不仅影响了工作效率，还可能导致工作人员的操作进程被频繁打断。同时，固定的安全区域对现场相关人员的活动限制较大。在造船等复杂作业环境中，工作人员需要在各个作业区域之间频繁移动，以完成各种任务，过大的安全区域限制了工作人员的活动范围，导致不得不绕行或采取其他措施来避免触发预警系统，无疑增加了工作难度和时间成本。因此，设计更为灵活和智能的一种造船门式起重机远程智能化控制系统及其方法是很有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种造船门式起重机远程智能化控制系统及其方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
2、为了解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种造船门式起重机远程智能化控制系统，包括数据采集模块、安全区域分析模块、预警区域处理模块和控制管理模块，所述数据采集模块用于采集门式起重机吊装期间
3、所述安全区域分析模块包括安全区域划分模块、预警区域输出模块、高危区域计算模块和危险区域预测模块，所述安全区域划分模块用于将门式起重机附近的安全区域进行安全等级划分，所述预警区域输出模块用于计算并输出属于预警区域的范围，所述高危区域计算模块用于计算并输出属于高危区域的范围，所述危险区域预测模块用于计算并输出属于危险区域的范围。
4、根据上述技术方案，所述数据采集模块包括探测因子发射模块、运行数据采集模块和安全区域监控获取模块，所述探测因子发射模块用于对门式起重机的吊钩区域发射探测因子，探测吊装物的体积和外形轮廓，所述运行数据采集模块用于采集门式起重机运行的运行数据，包括吊装物的重量、吊钩空间位置、门式起重机参数和设备操控指令，所述安全区域监控获取模块用于获取门式起重机设置的安全区域内监控视频。
5、根据上述技术方案，所述预警区域处理模块包括预警区块划分模块、区块边长计算模块、区块时间输出模块和干扰目标判断模块，所述预警区块划分模块用于对预警区域范围进一步的划分成若干组区块，所述区块边长计算模块与预警区块划分模块电连接，所述区块边长计算模块用于计算并设置划分的每组区块的边长，所述区块时间输出模块用于预测输出各组区块进入危险区域的时间，所述干扰目标判断模块用于分析判断各组区块进入危险区域期间是否存在相关人员干扰。
6、根据上述技术方案，所述控制管理模块包括启停单元分区报警单元，所述启停单元用于控制门式起重机运行程序的启停，所述分区报警模块用于发出预警信号，提醒人员离开安全区域。
7、根据上述技术方案，所述高危区域计算模块进一步包括拟合成像子模块和成像处理子模块，所述拟合成像子模块用于捕获探测因子信号并将吊装货物拟合成像，所述成像处理子模块与拟合成像子模块电连接，所述成像处理子模块用于对拟合成像的吊装货最大对角线连接并进行球体化成像处理。
8、根据上述技术方案，所述一种造船门式起重机远程智能化控制方法，所述远程智能化控制方法包括以下步骤：
9、步骤s1：采集门式起重机运行的吊装物的重量g、吊钩空间位置、门式起重机的型号参数和设备操控指令，获取门式起重机原定安全区域内的全局监控画面，并在门式起重机准备吊装货物时，向吊钩下方的货物发射探测因子以采集当前吊装货物的体积信息；
10、步骤s2：将门式起重机原定安全区域由危险程度划分为三类安全等级区域，分别为预警区域、危险区域和高危区域，其中预警区域的危险程度小于危险区域小于高危区域；高危区域范围小于危险区域小于预警区域小于原定安全区域；
11、步骤s3：根据步骤s1中采集的实时数据，分别分析计算预警区域、危险区域和高危区域的区域范围，并输出范围计算结果；
12、步骤s4：获取输出的预警区域范围结果，进一步处理预警区域，并分析预测存在的干扰人员；
13、步骤s5：根据实时划分输出的预警区域、危险区域和高危区域以及预警区域处理模块的处理结果，控制管理模块远程智能化控制门式起重机的运行程序。
14、根据上述技术方案，所述步骤s3进一步包括：
15、步骤s31：建立常用门式起重机预警面积数据库，提前储存常用门式起重机型号对应的起重机两个支腿之间跨度和最大吊装高度；
16、步骤s32：根据当前门式起重机型号从常用门式起重机预警面积数据库中匹配对应两个支腿之间跨度l跨和最大吊装高度l高，计算预警区域面积s预＝k1·l跨·l高；其中k1为控制系数，为大于0的常数；
17、步骤s33：获取吊钩的空间位置(x,y,z)，以吊钩的平面坐标(x,y)为中心作面积为s预的圆形平面范围作为预警区域；
18、步骤s34：捕获探测因子反射信号后对反射信号进行成像处理，输出成像处理后的吊装物空间体积v物，以吊钩的平面坐标(x,y)为中心作面积为s高的圆形平面范围作为高危区域，其中s高＝k2·v物，且s高<s预，式中k2为控制系数，为大于0的常数；
19、步骤s35：计算圆形面积为s高的半径获取门式起重机的实时设备操控指令中操作吊装物的移动速度值v物、吊装物的重量g，利用公式l危＝k3·v物2·g计算出危险区域的长度值，式中，k3为控制系数，为大于0的常数；
20、步骤s36：以吊钩的平面坐标(x,y)为边宽的中点，设备操控指令移动方向为边长延伸方向，以2r高为边宽长度、l危为边长长度围成的矩形作为危险区域。
21、根据上述技术方案，所述步骤s4进一步包括：
22、步骤s41：将预警区域划分为若干组边长为n0的方形区块，其中若预警区域边缘未填充满方形区块的部分仍作为预警区域处理，其中方形区块的边长式中α为控制参数，为大于0的常数。
23、步骤s42：获取步骤s3中危险区域，并根据接下来的设备操控指令预测危险区域随时间演变情况，对被预测演变到危险区域与相应的方形区块重合时，在对应方形区块上记录重合时的时间值t1；
24、步骤s43：当监控画面识别存在人员进入到预警区域内时，记录进入预警区域内的行径轨迹本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述远程智能化控制系统包括数据采集模块、安全区域分析模块、预警区域处理模块和控制管理模块，所述数据采集模块用于采集门式起重机吊装期间的相关数据，所述安全区域分析模块用于对门式起重机附近的安全区域进行分析并划分，所述预警区域处理模块用于对预警区域内进行区块化分析和预警处理，所述控制管理模块用于对门式起重机进行控制和发出预警信号，所述数据采集模块、安全区域分析模块、预警区域处理模块和控制管理模块之间相互通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括探测因子发射模块、运行数据采集模块和安全区域监控获取模块，所述探测因子发射模块用于对门式起重机的吊钩区域发射探测因子，探测吊装物的体积和外形轮廓，所述运行数据采集模块用于采集门式起重机运行的运行数据，包括吊装物的重量、吊钩空间位置、门式起重机参数和设备操控指令，所述安全区域监控获取模块用于获取门式起重机设置的安全区域内监控视频。
3.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所
4.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述控制管理模块包括启停单元分区报警单元，所述启停单元用于控制门式起重机运行程序的启停，所述分区报警模块用于发出预警信号，提醒人员离开安全区域。
5.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述高危区域计算模块进一步包括拟合成像子模块和成像处理子模块，所述拟合成像子模块用于捕获探测因子信号并将吊装货物拟合成像，所述成像处理子模块与拟合成像子模块电连接，所述成像处理子模块用于对拟合成像的吊装货最大对角线连接并进行球体化成像处理。
6.一种造船门式起重机远程智能化控制方法，其特征在于：所述远程智能化控制方法包括以下步骤：
7.根据权利要求6所述的一种造船门式起重机远程智能化控制方法，其特征在于：所述步骤S3进一步包括：
8.根据权利要求6所述的一种造船门式起重机远程智能化控制方法，其特征在于：所述步骤S4进一步包括：
9.根据权利要求7所述的一种造船门式起重机远程智能化控制方法，其特征在于：所述步骤S34进一步包括：
10.根据权利要求6所述的一种造船门式起重机远程智能化控制方法，其特征在于：所述步骤S5进一步包括：
...【技术特征摘要】
1.一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述远程智能化控制系统包括数据采集模块、安全区域分析模块、预警区域处理模块和控制管理模块，所述数据采集模块用于采集门式起重机吊装期间的相关数据，所述安全区域分析模块用于对门式起重机附近的安全区域进行分析并划分，所述预警区域处理模块用于对预警区域内进行区块化分析和预警处理，所述控制管理模块用于对门式起重机进行控制和发出预警信号，所述数据采集模块、安全区域分析模块、预警区域处理模块和控制管理模块之间相互通信连接；
2.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述数据采集模块包括探测因子发射模块、运行数据采集模块和安全区域监控获取模块，所述探测因子发射模块用于对门式起重机的吊钩区域发射探测因子，探测吊装物的体积和外形轮廓，所述运行数据采集模块用于采集门式起重机运行的运行数据，包括吊装物的重量、吊钩空间位置、门式起重机参数和设备操控指令，所述安全区域监控获取模块用于获取门式起重机设置的安全区域内监控视频。
3.根据权利要求1所述的一种造船门式起重机远程智能化控制系统，其特征在于：所述预警区域处理模块包括预警区块划分模块、区块边长计算模块、区块时间输出模块和干扰目标判断模块，所述预警区块划分模块用于对预警区域范围进一步的划分成若干组区块，所述区块边长计算模块与预警区块划分模块电连接，所述区块边长计算模块用于计算并设置划分的每组区块的边长，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘永刚，黄进前，武超，张振强，刘锐，鲁洪松，
申请(专利权)人：江苏卫华海洋重工有限公司，
类型：发明
国别省市：
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