塔吊无人驾驶系统技术方案

本发明专利技术提供了一种塔吊无人驾驶系统，包括塔吊本体，手持设备内设置有第一GPS单元、无线通信单元和第一气压计；设置在塔吊小车上的双目相机设置有第二GPS单元和第二气压计；图像处理主机设置在塔吊小车上，根据工地双目图像进行三维还原并生成三维点云；三维建模系统根据三维点云提取建模线条，并构建建筑场地内的三维实景地图；系统控制器向手持设备发送实时更新的三维实景地图，并根据手持设备发送的位置信息和控制请求信息在三维实景地图上规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备确认后，主控工控机控制塔吊本体按规划的塔吊运转路径运行。该塔吊无人驾驶系统具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
塔吊无人驾驶系统
本专利技术涉及建筑领域，具体的说，涉及了一种塔吊无人驾驶系统。
技术介绍
塔吊是建筑工地上最常用的一种起重设备，又名“塔式起重机”，以一节一节的标准节搭接而成，用来吊施工用的钢筋、木楞、混凝土、钢管等施工的原材料。塔吊是工地上必不可少的起重设备，现有塔吊的操作由坐在塔吊驾驶室的驾驶员与地面信号员一起协同控制，由于建筑工地施工时间的不确定性，塔吊司机经常出现疲劳驾驶，进而经常出现安全事故，另外信号员与塔吊司机之间通信的延时，在出现视觉死角或意外的情况下，时有事故发生。另外由于需要两人操作，成本较高且对劳动资源的占用也比较大。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的塔吊无人驾驶系统。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种塔吊无人驾驶系统，包括塔吊本体，还包括手持设备，配置为无线通信连接系统控制器，所述手持设备内设置有第一GPS单元、无线通信单元和第一气压计；双目相机，设置在塔吊小车上，所述双目相机内设置有第二GPS单元和第二气压计，所述双目相机配置为获取关联有客观世界坐标系位置信息的工地双目图像；图像处理主机，设置在塔吊小车上，配置为通信连接所述双目相机并接收所述工地双目图像，根据所述工地双目图像进行三维还原并生成三维点云；三维建模系统，配置为根据所述三维点云提取建模线条，并根据建模线条构建出建筑场地内的三维实景地图；系统控制器，配置为接收所述三维实景地图并向所述手持设备发送实时更新的三维实景地图，并根据所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息在三维实景地图上规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认；主控工控机，配置为根据确认的塔吊运转路径信息控制塔吊本体按规划的塔吊运转路径运行。基于上述，塔吊吊钩上设置有第三GPS单元、第三气压计和第二无线通信单元，所述系统控制器通过所述第二无线通信单元接收所述第三GPS单元和所述第三气压计的信息。基于上述，所述双目相机内还设置有惯导模块。基于上述，所述手持设备有多个，多个所述手持设备之间无线通信连接。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术通过双目相机、图像处理主机和三维建模系统相互配合，建立工地的三维实景地图，系统控制器根据手持设备发送的位置信息在三维实景地图上规划塔吊运转路径，有效避免人员占用的同时还有效规避障碍物，避免人员失误对安全的影响，其具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。附图说明图1是本专利技术的结构示意框图。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，一种塔吊无人驾驶系统，包括塔吊本体，还包括手持设备，配置为无线通信连接系统控制器，所述手持设备内设置有第一GPS单元、无线通信单元和第一气压计；双目相机，设置在塔吊小车上，所述双目相机内设置有第二GPS单元和第二气压计，所述双目相机配置为获取关联有客观世界坐标系位置信息的工地双目图像；图像处理主机，设置在塔吊小车上，配置为通信连接所述双目相机并接收所述工地双目图像，根据所述工地双目图像进行三维还原并生成三维点云；三维建模系统，配置为根据所述三维点云提取建模线条，并根据建模线条构建出建筑场地内的三维实景地图；系统控制器，配置为向所述手持设备发送实时更新的三维实景地图，并根据所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息在三维实景地图上规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认；主控工控机，配置为根据确认的塔吊运转路径信息控制塔吊本体按规划的塔吊运转路径运行。由于施工进度的推进，施工工地的立体空间每天都在变化。塔吊开机启动后，所述主控工控机按照预设的路线控制塔吊运转，包括吊臂电机、小车电机和吊钩电机的运转，带动所述双目相机对工地进行全面取景，以建立工地的三维实景地图。在其他实施例中，还可以采用毫米雷达波进行取景。工人使用时，通过所述手持设备发送位置信息，包括在手持设备的三维实景地图上选取物料起运位置和物料目的位置，系统控制器根据该位置信息以及塔吊吊臂的当前位置信息，在三维实景地图上规划塔吊运转路径，如吊臂当前位置到物料起运位置的规划路径，在手持设备上确认后，主控工控机控制塔吊按规划路径运转，并在运转过程中通过双目相机实时更新三维实景地图并对路径进行修正，实际中对路径修正时还需经过手持设备确认；在物料起运位置装料完毕后，再根据物料起运位置和物料目的位置规划路径，过程同上。实际中所述手持设备有多个，多个所述手持设备之间无线通信连接，不同的工人分别随身携带手持设备，由于手持设备自身包括定位机构，工人通过手持设备发送控制请求即可进行由塔吊当前位置到手持设备当前位置之间的路线规划，如装料工人发送控制请求后，系统控制器规划塔吊当前位置和装料工人当前位置间的路径，并在确认路径后通过主控工控机控制塔吊吊臂运转到物料起运位置，装料后物料目的位置处的卸料工人通过手持设备发送控制请求，系统控制器规划物料起运位置和物料目的位置间的路径，并在确认路径后通过主控工控机控制塔吊吊臂运转到物料目的位置。优选地，塔吊吊钩上设置有第三GPS单元、第三气压计和第二无线通信单元，所述系统控制器通过所述第二无线通信单元接收所述第三GPS单元和所述第三气压计的信息。塔吊在实际运转过程中，系统控制器根据吊钩的实际位置信息判断路径的可用性。实际中，所述双目相机内还设置有惯导模块，通过第二GPS单元、第二气压计与惯导模块进行差分和数据融合以得到高精度的定位信息。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本专利技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本专利技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本专利技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本专利技术技术方案的精神，其均应涵盖在本专利技术请求保护的技术方案范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种塔吊无人驾驶系统，其特征在于：包括手持设备，配置为无线通信连接系统控制器，所述手持设备内设置有第一GPS单元、无线通信单元和第一气压计；双目相机，设置在塔吊小车上，所述双目相机内设置有第二GPS单元和第二气压计，所述双目相机配置为获取关联有客观世界坐标系位置信息的工地双目图像；图像处理主机，设置在塔吊小车上，配置为通信连接所述双目相机并接收所述工地双目图像，根据所述工地双目图像进行三维还原并生成三维点云；三维建模系统，配置为根据所述三维点云提取建模线条，并根据建模线条构建出建筑场地内的三维实景地图；系统控制器，配置为接收所述三维实景地图并向所述手持设备发送实时更新的三维实景地图，并根据所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息在三维实景地图上规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认；主控工控机，配置为根据确认的塔吊运转路径信息控制塔吊本体按规划的塔吊运转路径运行。

【技术特征摘要】
2018.10.31 CN 20181128772961.一种塔吊无人驾驶系统，其特征在于：包括手持设备，配置为无线通信连接系统控制器，所述手持设备内设置有第一GPS单元、无线通信单元和第一气压计；双目相机，设置在塔吊小车上，所述双目相机内设置有第二GPS单元和第二气压计，所述双目相机配置为获取关联有客观世界坐标系位置信息的工地双目图像；图像处理主机，设置在塔吊小车上，配置为通信连接所述双目相机并接收所述工地双目图像，根据所述工地双目图像进行三维还原并生成三维点云；三维建模系统，配置为根据所述三维点云提取建模线条，并根据建模线条构建出建筑场地内的三维实景地图；系统控制器，配置为接收所述三维实...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宁，张珂，张向阳，
申请(专利权)人：郑州桔槔智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41