一种室内船坞防撞系统技术方案

本发明专利技术公开一种室内船坞防撞系统，包括：设备位置检测子系统、设备主动防撞保护子系统、设备位置管理软件子系统、人员定位管理子系统，设备位置检测子系统，用于识别和控制货物、工具、索具的实际位置，避免碰撞，设备位置管理软件子系统，用于设备与设备之间的防撞功能，主要避免同轨道或平行轨道上三维运行的吊机设备之间碰撞，人员定位管理子系统，用于设备运行路线与人员之间的防撞功能，包括设备主动防撞和人员越位提醒。该室内船坞防撞系统完整成熟，可有效防止设备、工件、在造船体之间的碰撞，具备安全可靠、显示明晰、操作简便、工作高效等特点。

A Collision Prevention System for Indoor Docks

【技术实现步骤摘要】
一种室内船坞防撞系统
本专利技术涉及一种室内船坞防撞系统。
技术介绍
在船舶制造过程中，船坞内的工作环境复杂，容易发生设备、工件、在造船体之间的碰撞。此前并没有十分有效的防撞手段可以解决此类情况的发生。依靠人工观测和干预的方式，不仅效率低且花费工时较多，经常出现因观察疏忽或信息传递不到位而发生碰撞事故，从而导致工程进度因设备损坏受阻，给企业带来直接的经济损失。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术公开了一种室内船坞防撞系统。本专利技术的技术方案为：一种室内船坞防撞系统，包括：设备位置检测子系统、设备主动防撞保护子系统、设备位置管理软件子系统、人员定位管理子系统，设备位置检测子系统，用于识别和控制货物、工具、索具的实际位置，避免碰撞，设备位置检测子系统包括大车位置检测装置、上下小车定位装置、起升机构的位置检测装置和旋转定位装置；设备主动防撞保护子系统采用3D扫描来检测吊载物件的边缘区域和顶部高度，从而判断吊载重物的相对位置和范围，找到周围高度有重合的物体，检查之间的距离，实现主动防撞功能；设备位置管理软件子系统，用于设备与设备之间的防撞功能，主要避免同轨道或平行轨道上三维运行的吊机设备之间碰撞；人员定位管理子系统，用于设备运行路线与人员之间的防撞功能，包括设备主动防撞和人员越提醒；进一步地，3D扫描找到吊载物体的上边缘，并根据系统内保存的3D模型数据，计算出吊载物体底面距离地面的高度，获得吊载物件在空间的完整情况，通过与软件映射的3D空间姿态进行对比，预防起重机吊载物与地面的碰撞。进一步地，大车位置检测装置采用绝对值编码器方式，采用RFID磁钉方式对绝对值编码进行校验和检测，上下小车定位装置，采用激光条码带定位方式实现位置检测，在移动部位上安装专用的读写扫描激光完成位置检测工作，起升机构的位置检测装置采用自带的绝对值编码器方式，旋转定位装置选择使用激光条码带方式进行准确定位。进一步地，人员定位管理子系统接入到软件管理平台中，并可以在相应的终端记录并显示该子模块的内容，采用UWB超宽带无线定位方式来进行流动人员的定位。进一步地，设备位置管理软件子系统是根据设备位置检测子系统和设备主动防撞保护子系统采集到的相关位置数据、各机构定位装置数据、运行数据和方向，提前判断碰撞的位置，提前预警和发出停止命令。本专利技术的有益之处：该室内船坞防撞系统完整成熟，可有效防止设备、工件、在造船体之间的碰撞，具备安全可靠、显示明晰、操作简便、工作高效等特点。附图说明图1为本专利技术的示意图。具体实施方式为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图详细描述本专利技术的具体实施方式，该实施例仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的保护范围的限定。一种室内船坞防撞系统，包括：设备位置检测子系统、设备主动防撞保护子系统、设备位置管理软件子系统、人员定位管理子系统，设备位置检测子系统，用于识别和控制货物、工具、索具的实际位置，避免碰撞，设备位置检测子系统包括大车位置检测装置、上下小车定位装置、起升机构的位置检测装置和旋转定位装置，大车位置检测装置采用绝对值编码器方式，采用RFID磁钉方式对绝对值编码进行校验和检测，判断绝对值编码器是否检测准确，轨道基距较小的起重机只需在一侧轨道上安装即可，而对于跨度较大的起重机，则必须在其两边都安装绝对值编码器及校正RFID磁钉。上下小车定位装置，采用激光条码带定位方式实现位置检测，在移动部位上安装专用的读写扫描激光完成位置检测工作。起升机构的位置检测装置采用自带的绝对值编码器方式。绝对值编码器安装在起升卷筒端头，检测钢丝绳长，并根据卷绕方式换算位置高度位置。旋转定位装置选择使用激光条码带方式进行准确定位激光条码扫描仪发出一条连续摆动的线性激光，扫描一维条码，根据扫过条码的明暗变化，识别条码。使用激光条码扫描仪进行定位，必须使用专用的、具备标准编号的条码，根据条码的内容解析，得到激光条码扫描仪当前相对于条码的位置，从而得出当前的旋转位置。设备主动防撞保护子系统采用3D扫描来检测吊载物件的边缘区域和顶部高度，从而判断吊载重物的相对位置和范围，找到周围高度有重合的物体，检查之间的距离，实现主动防撞功能，3D扫描找到吊载物体的上边缘，并根据系统内保存的3D模型数据，计算出吊载物体底面距离地面的高度，获得吊载物件在空间的完整情况，通过与软件映射的3D空间姿态进行对比，预防起重机吊载物与地面的碰撞，为了确保准确性，在室内船坞的顶棚上安装数个3D扫描仪，用于对物件的建模成像，最终形成的3D图像可供用户进行多角度观察。3D扫描技术的最核心技术为TOF（飞行时间测距法），通过给目标连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行（往返）时间来得到目标物距离。通过使用两个相互垂直的高精度伺服电机形成空间中的高精度测量。随后将测量的数据转为一个公用坐标系内，从而完成大范围内的扫描结果拟合。通过多台的三维激光扫描仪相互补充拟合，甚至能做到无死角的扫描。设备位置管理软件子系统，用于设备与设备之间的防撞功能，主要避免同轨道或平行轨道上三维运行的吊机设备之间碰撞，监控并划定两个起重机之间的安全区域，将船坞内所有可知设备的位置纳入到软件管理中，可以有效的避免大多数的碰撞。该软件子系统需获得起重机的轮廓信息、大车位置信息、上、下小车位置信息、起升机构的高度位置，门座起重机还需获得旋转机构的位置信息。通过这些信息可了解起重机当前的作业情况和当前位置的最低高度能否穿越其他设备。系统还需要监控各机构的运行方向和速度，用于预测设备运行过程中碰撞风险。人员定位管理子系统，用于设备运行路线与人员之间的防撞功能，包括设备主动防撞和人员越提醒，该系统可对进入车间的人员进行位置监控，实现起重机对船坞车间人员位置的判断。实现自动定位不能使用GPS、编码器等方式，只能依靠无线通讯方式来实现。人员定位管理子系统接入到软件管理平台中，并可以在相应的终端显示系统记录并显示该子模块的内容，采用UWB超宽带无线定位方式来进行流动人员的定位。采用UWB超宽带无线定位方式来进行流动人员的定位实施方式。UWB(UltraWideband)是一种无载波通信技术，能够以高达30厘米的精度每秒传送数干个标签信号。要在空间中对移动的人员实现定位，必须在其身上安装可以接受无线电波的标签，并在船坞内布置多个发射无线电波的基站，确保同一时刻标签能接受到不少于三个定位基站的信号。当标签接受到UWB的超宽带无线信号时，根据多个基站之间通讯的时间差，可以判断距离每个基站的位置，从而实现交叉定位功能。这种级别的精度对于精确定位来说是不足以保证的，但是对于车间内防撞的需求就可以满足了。设备位置管理软件子系统是根据设备位置检测子系统和设备主动防撞保护子系统采集到的相关位置数据、各机构定位装置数据、运行数据和方向，提前判断碰撞的位置，提前预警和发出停止命令。工作原理：设备位置检测方式是实现起重机之间防撞的关键一步，也是主要实现方式，只要位置判断正确就能实现防撞检测。设备位置管理软件用于监控所有起重机的位置值，通过逻辑运算检测任一两台设备之间是否会发生碰撞，并在设备接近过程中，发出减速命令，并提醒司机注意。当门座起重机需要穿越造船龙门吊或其它施工设备时，软件需要根据门座起重机的臂架位置，龙门吊吊起升高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种室内船坞防撞系统，其特征在于，包括设备位置检测子系统、设备主动防撞保护子系统、设备位置管理软件子系统、人员定位管理子系统，所述设备位置检测子系统，用于识别和控制货物、工具、索具的实际位置，避免碰撞，所述设备位置检测子系统包括大车位置检测装置、上下小车定位装置、起升机构的位置检测装置和旋转定位装置；所述设备主动防撞保护子系统采用3D扫描来检测吊载物件的边缘区域和顶部高度，从而判断吊载重物的相对位置和范围，找到周围高度有重合的物体，检查之间的距离，实现主动防撞功能；所述设备位置管理软件子系统，用于设备与设备之间的防撞功能，主要避免同轨道或平行轨道上三维运行的吊机设备之间碰撞；所述人员定位管理子系统，用于设备运行路线与人员之间的防撞功能，包括设备主动防撞和人员越位提醒。

【技术特征摘要】
1.一种室内船坞防撞系统，其特征在于，包括设备位置检测子系统、设备主动防撞保护子系统、设备位置管理软件子系统、人员定位管理子系统，所述设备位置检测子系统，用于识别和控制货物、工具、索具的实际位置，避免碰撞，所述设备位置检测子系统包括大车位置检测装置、上下小车定位装置、起升机构的位置检测装置和旋转定位装置；所述设备主动防撞保护子系统采用3D扫描来检测吊载物件的边缘区域和顶部高度，从而判断吊载重物的相对位置和范围，找到周围高度有重合的物体，检查之间的距离，实现主动防撞功能；所述设备位置管理软件子系统，用于设备与设备之间的防撞功能，主要避免同轨道或平行轨道上三维运行的吊机设备之间碰撞；所述人员定位管理子系统，用于设备运行路线与人员之间的防撞功能，包括设备主动防撞和人员越位提醒。2.根据权利要求1所述的一种室内船坞防撞系统，其特征在于：所述3D扫描找到吊载物体的上边缘，并根据系统内保存的3D模型数据，计算出吊载物体底面距离地面的高度，获得吊载物件在空间的完整...

【专利技术属性】
技术研发人员：王大为，张宏，韩爽，
申请(专利权)人：招商局邮轮制造有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32