一种塔吊自动化控制方法技术

本申请实施例公开了一种塔吊自动化控制方法。所述方法包括：获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别相对于基准站位置O点的位置信息和实时GNSS测向信息；根据获取到的测向信息和位置信息，计算方位夹角信息；以及，计算高程差和水平差；利用计算得到的方位夹角信息，调整塔吊横杆的转动方位角，以及，利用计算得到的高程差和水平差，调整吊钩位置A点的升降高度及吊钩在塔吊横杆上的水平移动距离。

【技术实现步骤摘要】
一种塔吊自动化控制方法
本申请实施例涉及信息处理领域，尤指一种塔吊自动化控制方法。
技术介绍
随着全球卫星导航定位系统(GlobalNavigationSatelliteSystem，GNSS)发展的不断完善，GNSS在各个领域的应用都展现出了优异前景，现已广泛应用于导航，测量测绘，精细农业，无人驾驶，无人机等多个领域。尤其是中国的北斗系统已经完成北斗三代的建设，在亚太地区可观测到20颗左右的卫星，进一步扩展了GNSS定位的应用场景。多系统联合统定位(BDS，GPS,GALILEO,GLONASS,QZSS等)可同时观测到超过50颗卫星，这就使用户在复杂遮挡环境下，也可以实现RTK(Real-TimeKinematic，实时动态)的固定解，达到厘米级别的定位精度。在1米长的基线上GNSS测向精度可以达到0.2度以内，当基线超过20米时，GNSS测向精度可达到0.02度以内。塔吊几乎是建筑工地必备的一种起重机器，是建楼建桥必不可少的大型设备，主要用来将钢筋混泥土等建筑用料送往高处。现有塔吊，均是由人工手动操作完成塔吊的转向，起重升降等操作，这种人工手动的操作方式需要操作人员爬到塔吊顶端的控制室进行操作，操作人员待在高空狭小的控制室里，不仅工作环境恶劣，而且这种操作方式对操作人员的操作要求也非常高，同时操作人员每次上下塔吊时也存在很大的安全隐患。除此之外，操作人员距离所要运送的物料和运送的目的地距离较远，可能需要多次调整才能使塔吊调整至合适位置，在此过程中，还需额外的人员配合其操作，存在诸多的安全隐患。在相关技术中，为了改善塔吊的操作问题，在原有塔吊的基础上，可以增加红外、重力等传感器，来增加防抖和风力抵消的功能，以进一步提高塔吊的安全性与智能性。或者，提供一种具有握杆防触功能的塔吊控制器,以解决现有塔吊控制器握杆存在误触导致的操作问题，提高了塔吊操作的安全性。由于现有相关技术提供的塔吊控制方式均是在原塔吊的基础上做了部分改进，但是并未从本质上解决塔吊的自动化控制问题。
技术实现思路
为了解决上述任一技术问题，本申请实施例提供了一种塔吊自动化控制方法。为了达到本申请实施例目的，本申请实施例提供了一种塔吊自动化控制的方法，塔吊上位置O点安装一台GNSS接收机作为基准站接收机；塔吊的吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别安装一台GNSS接收机作为移动站接收机；其中：获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别相对于基准站位置O点的位置信息；以及，获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别与基准站位置O的实时GNSS测向信息；根据每个位置的实时GNSS测向信息，计算吊钩向量物料装载点向量以及物料卸载点向量之间的方位夹角信息；以及，根据每个位置的位置信息，计算吊钩位置A点与物料装载位置B点之间的高程差和水平差以及吊钩位置A点与物料卸载位置C点之间的高程差和水平差；利用计算得到的方位夹角信息，调整塔吊横杆的转动方位角，以及，利用计算得到的高程差和水平差，调整吊钩位置A点的升降高度及吊钩在塔吊横杆上的水平移动距离，使吊钩自动到达物料装载位置B点或者物料卸载位置C点。在一个示例性实施例中，所述吊钩位置A点到达物料装载位置B点是通过如下方式得到的，包括：控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转至物料装载位置B点的同一方位；获取吊钩位置A点的实时位置信息与物料装载位置B点的实时位置信息后，利用吊钩位置A点与物料装载位置B点的水平距离差值，控制吊钩位置A点在塔吊横杆上滑动，使吊钩位置A点到达物料装载位置B点的正上方；利用吊钩位置A点与物料装载位置B点的高程差，自动控制吊钩位置A点的升降，使吊钩位置A点到达物料装载位置B点位置。在一个示例性实施例中，所述控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到物料装载位置B点方位，包括：获取吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息；根据吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息，计算吊钩位置A点和物料装载位置B点的方位夹角的实时差值；利用吊钩位置A点和物料装载位置B点的方位角的实时差值，控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到物料装载位置B点方位。在一个示例性实施例中，所述吊钩位置A点达到物料卸载位置C点是通过如下方式得到的，包括当吊钩装载好物料后，获取吊钩位置A点相对于O点的实时位置信息，利用吊钩位置A点与O点的高程差，控制其上升；控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到方位；获取吊钩位置A点的实时位置信息与物料卸载位置C点的实时位置信息后，利用吊钩位置A点与物料卸载位置C点的水平距离差值，控制吊钩位置A点在塔吊横杆上滑动，使吊钩位置A点到达物料卸载位置C点的正上方；利用吊钩位置A点与物料卸载位置C点的高程差，自动控制吊钩位置A点的升降，使吊钩位置A点到达物料卸载位置C点位置。在一个示例性实施例中，所述控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到方位，包括：获取吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息；根据吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息，计算吊钩位置A点和物料卸载位置C点的方位夹角的实时差值；利用吊钩位置A点和物料卸载位置C点的方位角的实时差值，控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到方位。在一个示例性实施例中，所述基准站接收机的位置是通过如下方式得到的，包括：为基准站接收机观测到的每个卫星建立伪距观测方程的计算表达式；利用建立的伪距观测方程的计算表达式，计算基准站接收机的实时位置信息，其中：伪距观测方程的计算表达式为其中，i为卫星号，k为频点号，ρ表示站星距，c表示光速，dT为接收机钟差，dt为卫星钟差，f1表示1频点的频率，fk表示k频点的频率，diono为L1频点的电离层误差，dtrop为对流层误差，ε表示噪声。在一个示例性实施例中，所述移动站接收机的位置是通过如下方式得到的，包括：获取基准站接收机的伪距及载波观测值；利用基准站接收机的伪距及载波观测值，分别确定移动站接收机的伪距方程和载波相位非差观测方程的计算表达式；对移动站接收机的伪距方程和载波相位非差观测方程进行双差计算；利用双差计算得到的伪距方程和载波相位非差观测方程，计算移动站接收机的定位结果。在一个示例性实施例中，所述双差计算得到的伪距方程和载波相位非差观测方程的计算表达式如下：其中，表示双差符号，i，j分别表示卫星号，k表示频点号，ρ表示站星距，λk表示波长，Nk表示模糊度，f1表示1频点的频率，fk表示k频点的频率，，diono为L1频点的电离层误差，dtrop为对流层误差，ε表示噪声。在一个示例性实施例中，所述移动站接收机的测向信息是通过如下方式得到的，包括：利用双差计算得到的伪距方程和载波相位非差观测方程，计算移动站接收机的基线向量；将基线向量旋转至东北天ENU的坐标系下，得到基线向量的方位信息。...

【技术保护点】
1.一种塔吊自动化控制的方法，其特征在于，塔吊上位置O点安装一台GNSS接收机作为基准站接收机；塔吊的吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别安装一台GNSS接收机作为移动站接收机；其中：/n获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别相对于基准站位置O点的位置信息；以及，获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别与基准站位置O的实时GNSS测向信息；/n根据每个位置的实时GNSS测向信息，计算吊钩向量

【技术特征摘要】
1.一种塔吊自动化控制的方法，其特征在于，塔吊上位置O点安装一台GNSS接收机作为基准站接收机；塔吊的吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别安装一台GNSS接收机作为移动站接收机；其中：
获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别相对于基准站位置O点的位置信息；以及，获取吊钩位置A点、物料装载位置B点以及物料卸载位置C点分别与基准站位置O的实时GNSS测向信息；
根据每个位置的实时GNSS测向信息，计算吊钩向量物料装载点向量以及物料卸载点向量之间的方位夹角信息；以及，根据每个位置的位置信息，计算吊钩位置A点与物料装载位置B点之间的高程差和水平差以及吊钩位置A点与物料卸载位置C点之间的高程差和水平差；
利用计算得到的方位夹角信息，调整塔吊横杆的转动方位角，以及，利用计算得到的高程差和水平差，调整吊钩位置A点的升降高度及吊钩在塔吊横杆上的水平移动距离，使吊钩自动到达物料装载位置B点或者物料卸载位置C点。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吊钩位置A点到达物料装载位置B点是通过如下方式得到的，包括：
控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转至物料装载位置B点的同一方位；
获取吊钩位置A点的实时位置信息与物料装载位置B点的实时位置信息后，利用吊钩位置A点与物料装载位置B点的水平距离差值，控制吊钩位置A点在塔吊横杆上滑动，使吊钩位置A点到达物料装载位置B点的正上方；
利用吊钩位置A点与物料装载位置B点的高程差，自动控制吊钩位置A点的升降，使吊钩位置A点到达物料装载位置B点位置。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到物料装载位置B点方位，包括：
获取吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息；
根据吊钩向量与物料装载点向量的实时测向信息，计算吊钩位置A点和物料装载位置B点的方位夹角的实时差值；
利用吊钩位置A点和物料装载位置B点的方位角的实时差值，控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到物料装载位置B点方位。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吊钩位置A点达到物料卸载位置C点是通过如下方式得到的，包括
当吊钩装载好物料后，获取吊钩位置A点相对于O点的实时位置信息，利用吊钩位置A点与O点的高程差，控制其上升；
控制塔吊旋转，使吊钩位置A点旋转到方位；
获取吊钩位置A点的实时位置信息与物料卸载位置C点的实时位置信息后，利用吊钩位置A点与物料卸载位置C点的水平距离差值，控制吊钩位置A点在塔吊横杆上滑动，使吊钩位置A点到达物料卸载位置C点的正上方；
利用吊钩位置A点与物料卸载位置C点的高程差，自动控制吊钩位置A点的升降，使吊钩位置A点到达物料卸载位置C点位置。

【专利技术属性】
技术研发人员：陈孔哲，王亮亮，王献中，李丽媛，
申请(专利权)人：和芯星通科技北京有限公司，和芯星通上海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11