基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，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，并无线通信连接系统控制器；毫米波雷达设置在塔吊小车上以获取空间障碍物位置信息；第二GPS单元和第二气压计设置在塔吊小车上，通信连接系统控制器；系统控制器接收手持设备发送的位置信息和控制请求信息，根据第二GPS单元和第二气压计发送的塔吊小车位置信息规划塔吊运转路径，还根据毫米波雷达检测的空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径；主控工控机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。该实用新型专利技术具有设计科学、实用性强、结构简单、使用方便的优点。

【技术实现步骤摘要】
基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统
本技术涉及建筑领域，具体的说，涉及了一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统。
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、使用方便的基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统。为了实现上述目的，本技术所采用的技术方案是：一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，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；毫米波雷达，设置在塔吊小车上，配置为获取空间障碍物位置信息；第二GPS单元和第二气压计，设置在塔吊小车上，配置为通信连接系统控制器；系统控制器，配置为接收所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息，并根据所述第二GPS单元和所述第二气压计发送的塔吊小车位置信息规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认，还根据所述毫米波雷达检测的空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径；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检测的吊钩位置信息。基于上述，所述塔吊小车上和所述塔吊吊钩内还分别设置有惯导模块，惯导模块通信连接所述系统控制器。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。基于上述，所述毫米波雷达为77GHz毫米波雷达。基于上述，塔吊吊钩上设置有电动云台，所述电动云台上设置有毫米波雷达，所述系统控制器控制连接所述电动云台和该毫米波雷达。本技术相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本技术通过毫米波雷达实时检测塔吊运转路径上的空间障碍物位置信息，系统控制器根据手持设备发送的位置信息和塔吊小车的位置信息规划塔吊运转路径，并根据空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径，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，对本技术的技术方案做进一步的详细描述。如图1所示，一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，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；毫米波雷达，设置在塔吊小车上，配置为获取空间障碍物位置信息；第二GPS单元和第二气压计，设置在塔吊小车上，配置为通信连接系统控制器；系统控制器，配置为接收所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息，并根据所述第二GPS单元和所述第二气压计发送的塔吊小车位置信息规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认，还根据所述毫米波雷达检测的空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径；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。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和位置信息后，系统控制器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，系统控制器根据手持设备的坐标信息和塔吊小车的坐标信息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。所述主控工控机按照规划的路径控制塔吊运转，包括控制吊臂电机、小车电机和吊钩电机的运转，塔吊运转过程中带动所述毫米波雷达对运转路径上进行检测，根据检测的空间障碍物位置调整塔吊运转路径，以进行自动避障。毫米波雷达可以选用76GHz-81GHz毫米波雷达，本实施例中所述毫米波雷达为77GHz毫米波雷达。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检测的吊钩位置信息。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和塔吊小车的位置信息以及检测到的空间障碍物位置信息，进一步精准的进行路径规划和避障。实际中，所述塔吊小车上和所述塔吊吊钩内还分别设置有惯导模块，惯导模块通信连接所述系统控制器。通过GPS单元、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。优选地，在建筑物较高时，塔吊相应的高度较高，塔吊小车距离地面较远，为了对塔吊小车上的毫米波雷达进行辅助，提高检测精度，塔吊吊钩上设置有电动云台，所述电动云台上设置有毫米波雷达，所述系统控制器控制连接所述电动云台和该毫米波雷达。通过电动云台带动毫米波雷达转动，对吊钩以及距离吊钩一定距离的吊绳的运转空间进行探测，以对塔吊小车上的毫米雷达波进行辅助检测。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本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；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本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】
1.一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，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；毫米波雷达，设置在塔吊小车上，配置为获取空间障碍物位置信息；第二GPS单元和第二气压计，设置在塔吊小车上，配置为通信连接系统控制器；系统控制器，配置为接收所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息，并根据所述第二GPS单元和所述第二气压计发送的塔吊小车位置信息规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认，还根据所述毫米波雷达检测的空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径；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】
1.一种基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，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；毫米波雷达，设置在塔吊小车上，配置为获取空间障碍物位置信息；第二GPS单元和第二气压计，设置在塔吊小车上，配置为通信连接系统控制器；系统控制器，配置为接收所述手持设备发送的位置信息和控制请求信息，并根据所述第二GPS单元和所述第二气压计发送的塔吊小车位置信息规划塔吊运转路径，将规划的塔吊运转路径信息发送至手持设备进行确认，还根据所述毫米波雷达检测的空间障碍物位置信息调整塔吊运转路径；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。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的塔吊无人驾驶系统，其特征在于：塔吊吊钩上设...

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