起重机的作业控制方法、系统及起重机技术方案

本发明专利技术公开了一种起重机的作业控制方法、系统及起重机，涉及工程机械技术领域，其中，所述方法包括：利用3D成像装置动态扫描起重机作业范围内的物体以获取所述物体的三维空间信息，所述物体包括起重机和障碍物，所述三维空间信息包括三维空间坐标；基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离；判断所述障碍物到所述预设位置的距离是否小于所述预设位置对应的预设距离；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示。本发明专利技术可以提高起重机作业的安全性。

Crane operation control method, system and crane

The invention discloses a method and a system for controlling the operation of the crane and crane, relates to the technical field of engineering machinery, wherein, the method comprises the following steps: to obtain 3D information of the object by using 3D dynamic scanning imaging device of crane operation within the scope of objects, including cranes and obstacles of the object, the three-dimensional space the information includes three-dimensional space coordinates; three-dimensional space coordinates of the crane and the obstacle to determine the preset position of the obstacle to the crane based on distance; determine the preset distance the obstacle to the preset position if the distance is smaller than the preset corresponding position; if the obstacle to the preset distance is smaller than the preset position corresponding to the preset distance of warning. The invention can improve the safety of crane operation.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及工程机械
，尤其是一种起重机的作业控制方法、系统及起重机。
技术介绍
起重机在进行吊装作业时周围会有高压线、树木、墙体等障碍物，作业环境比较复杂，而诸如风电扇叶、罐体等被吊物体的形状也比较多变。因此，在吊装作业过程中，起重机和被吊物体均可能会与周围环境内的障碍物发生碰撞，例如，起重机吊臂的臂头与高压线碰撞、被吊物体与墙体碰撞等。一旦起重机或被吊物体与障碍物发生碰撞，轻则会造成起重机或被吊物体的损坏，重则导致安全事故。现有技术中，在起重机吊装作业过程中，主要依靠起重机操作者人为观察周围环境来避免起重机或被吊物体与障碍物发生碰撞。然而，由于操纵室的观察视野有限、视野受障碍物阻挡等因素，操作者难以实时了解周围环境中障碍物的变化。因此，在复杂的作业环境中，往往需要多人辅助进行吊装作业。一般来说，辅助人员需要在起重机周围的不同位置进行观察，当有碰撞危险时，通过电话、对讲机等提醒操作者。但是，当辅助人员观察不力或提醒不及时，仍将可能导致碰撞危险的发生。虚拟墙技术是一种为了避免起重机作业过程中与障碍物发生碰撞的技术，其基本思路是通过人为的方式来设定起重机的作业边界，具体方式如下：在起重机吊装作业开始前，确定障碍物相对起重机的位置；然后设置起重机作业的上下、前后及左右边界；在吊装作业过程中，当起重机接近作业边界时进行报警，以提醒操作者，从而保证吊装作业的安全性。然而，虚拟墙技术有如下缺点：1、作业边界只能防止起重机主动碰撞障碍物，但是无法避免运动的障碍物去碰撞起重机。例如，一台起重机的边界范围内进入了运动的障碍物，例如另一台起重机，当起重机在设定好的作业边界范围内作业时，两台起重机可能会发生碰撞，但此时起重机并不会报警，因此无法保证起重机作业的安全性；2、作业边界是静止的边界，只要作业环境发生变化，就需要人工重新设定；3、作业边界是针对起重机设置的，无法解决被吊物体与障碍物碰撞的问题。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是：提高起重机作业的安全性。根据本专利技术的一方面，提供一种起重机的作业控制方法，包括：利用3D成像装置动态扫描起重机作业范围内的物体以获取所述物体的三维空间信息，所述物体包括起重机和障碍物，所述三维空间信息包括三维空间坐标；基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离；判断所述障碍物到所述预设位置的距离是否小于所述预设位置对应的预设距离；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示。在一个实施例中，所述障碍物包括移动中的障碍物。在一个实施例中，所述预设位置包括回转中心和/或吊臂的臂头。在一个实施例中，所述基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离包括：以所述起重机的回转中心作为三维空间相对坐标系的原点，确定所述障碍物和所述预设位置的三维空间相对坐标；根据所述障碍物和所述预设位置的三维空间相对坐标确定所述障碍物到所述预设位置的距离。在一个实施例中，所述预设位置对应的预设距离包括报警距离和预警距离，所述预警距离大于所述报警距离；所述若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示包括：若所述障碍物到所述预设位置的距离介于所述报警距离与所述预警距离之间，则进行预警；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述报警距离，则进行报警。在一个实施例中，所述物体还包括待吊物体；所述方法还包括：在吊起所述待吊物体后，基于所述待吊物体和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述待吊物体的距离；判断所述障碍物到所述待吊物体的距离是否小于所述待吊物体对应的预设距离；若所述障碍物到所述待吊物体的距离小于所述待吊物体对应的预设距离，则进行警示。在一个实施例中，所述物体还包括待吊物体；所述方法还包括：以所述起重机的回转中心作为三维空间相对坐标系的原点，确定所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标；获取起重机在吊起所述待吊物体之前的工作状态信息，所述工作状态信息包括当前回转角度、吊臂的当前伸缩长度、吊臂的当前变幅角度和吊钩的当前起升高度；根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息控制起重机执行回转动作、吊臂的伸缩动作、吊臂的变幅动作和吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体。在一个实施例中，所述根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息控制起重机执行回转动作、吊臂的伸缩动作、吊臂的变幅动作和吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体包括：根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息确定目标回转角度；控制起重机执行回转动作，以达到所述目标回转角度；判断单独执行变幅动作是否能使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若是，则控制起重机执行变幅动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若否，则控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合，或者控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；控制起重机执行吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体。在一个实施例中，所述控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合，或者控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合包括：确定单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合所需的时间T1以及执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合所需的时间T2；比较T1与T2的大小；若T1小于T2，则控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若T1大于T2，则控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合。在一个实施例中，所述障碍物位于所述起重机和所述待吊物体之间；所述方法还包括：根据所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物的长度、宽度和高度；其中，所述障碍物的长度、宽度和高度用以辅助起重机的吊臂跨过所述障碍物进行作业。在一个实施例中，所述三维空间信息还包括颜色信息和反色率信息；所述方法还包括：基于所述障碍物的三维空间信息建立所述障碍物的三维空间模型；将表示所述障碍物的三维空间模型的图像信息发送到车载显示器，以便辅助起重机作业。在一个实施例中，通过可移动平台搭载所述3D成像装置在起重机上方旋转，以动态扫描起重机作业范围内的物体。在一个实施例中，所述可移动平台包括无人机。根据本专利技术的另一方面，提供一种起重机的作业控制系统，包括：3D成像装置和控制装置；所述3D成像装置，用于动态扫描起重机作业范围内的物体以获取所述物体的三维空间信息，并将所述物体的三维空间信息发送至所述控制装置，所述物体包括起重机和障碍物，所述三维空间信息包括三维空间坐标；所述控制装置包括：距离确定单元，用于基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离；距离判断单元，用于判断所述障碍物到所述预设位置的距离是否小于所述预设位置对应的预设距离；和警示单元，用于若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示。在一个实施例中，所述障碍物包括移动中的障碍物。在一个实施例中，所述预设位置包括回转中心和/本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种起重机的作业控制方法，其特征在于，包括：利用3D成像装置动态扫描起重机作业范围内的物体以获取所述物体的三维空间信息，所述物体包括起重机和障碍物，所述三维空间信息包括三维空间坐标；基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离；判断所述障碍物到所述预设位置的距离是否小于所述预设位置对应的预设距离；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示。

【技术特征摘要】
1.一种起重机的作业控制方法，其特征在于，包括：利用3D成像装置动态扫描起重机作业范围内的物体以获取所述物体的三维空间信息，所述物体包括起重机和障碍物，所述三维空间信息包括三维空间坐标；基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离；判断所述障碍物到所述预设位置的距离是否小于所述预设位置对应的预设距离；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述障碍物包括移动中的障碍物。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设位置包括回转中心和/或吊臂的臂头。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述起重机和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述起重机的预设位置的距离包括：以所述起重机的回转中心作为三维空间相对坐标系的原点，确定所述障碍物和所述预设位置的三维空间相对坐标；根据所述障碍物和所述预设位置的三维空间相对坐标确定所述障碍物到所述预设位置的距离。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设位置对应的预设距离包括报警距离和预警距离，所述预警距离大于所述报警距离；所述若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述预设位置对应的预设距离，则进行警示包括：若所述障碍物到所述预设位置的距离介于所述报警距离与所述预警距离之间，则进行预警；若所述障碍物到所述预设位置的距离小于所述报警距离，则进行报警。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体还包括待吊物体；所述方法还包括：在吊起所述待吊物体后，基于所述待吊物体和所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物到所述待吊物体的距离；判断所述障碍物到所述待吊物体的距离是否小于所述待吊物体对应的预设距离；若所述障碍物到所述待吊物体的距离小于所述待吊物体对应的预设距离，则进行警示。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述物体还包括待吊物体；所述方法还包括：以所述起重机的回转中心作为三维空间相对坐标系的原点，确定所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标；获取起重机在吊起所述待吊物体之前的工作状态信息，所述工作状态信息包括当前回转角度、吊臂的当前伸缩长度、吊臂的当前变幅角度和吊钩的当前起升高度；根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息控制起重机执行回转动作、吊臂的伸缩动作、吊臂的变幅动作和吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息控制起重机执行回转动作、吊臂的伸缩动作、吊臂的变幅动作和吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体包括：根据所述起重机和所述待吊物体的三维空间相对坐标以及所述工作状态信息确定目标回转角度；控制起重机执行回转动作，以达到所述目标回转角度；判断单独执行变幅动作是否能使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若是，则控制起重机执行变幅动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若否，则控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合，或者控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；控制起重机执行吊钩的起落动作，以吊起所述待吊物体。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合，或者控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合包括：确定单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合所需的时间T1以及执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合所需的时间T2；比较T1与T2的大小；若T1小于T2，则控制起重机单独执行吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合；若T1大于T2，则控制起重机执行吊臂的变幅动作和吊臂的伸缩动作以使得吊钩的投影与所述待吊物体重合。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述障碍物位于所述起重机和所述待吊物体之间；所述方法还包括：根据所述障碍物的三维空间坐标确定所述障碍物的长度、宽度和高度；其中，所述障碍物的长度、宽度和高度用以辅助起重机的吊臂跨过所述障碍物进行作业。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三维空间信息还包括颜色信息和反色率信息；所述方法还包括：基于所述障碍物的三维空间信息建立所述障碍物的三维空间模型；将表示所述障碍物的三维空间模型的图像信息发送到车载显示器，以便辅助起重机作业。12.根据权利要求1-11任意一项所述的方法，其特征在于，通过可移动平台搭载所述3D成像装置在起重机上方旋转，以动态扫描起重机作业范围内的物体。13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，所述可移动平台包括无人机。14.一种起重机的作业控制系统，其特征在于，包括：3D成像装置和控制装置；所述3D成像装置，用于动态扫描起重...

【专利技术属性】
技术研发人员：单增海，朱长建，李立晶，柴君飞，李磊，
申请(专利权)人：徐州重型机械有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32