一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法技术

本发明专利技术请求保护的一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，塔式起重机的操作员佩戴与塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备；塔式起重机上设置的多个传感器将其数据传递给操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备；操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备基于构建的塔式起重机的虚拟现实模型与服务器通信，对塔式起重机的现实操作环境进行模型重建；在塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备上表征塔式起重机的操作方法。本发明专利技术基于虚拟现实的塔式起重机操作方法能够根据塔式起重机的空间约束和载重约束提供更加真实的操作触感和更明确的操作指示，使培训系统更加符合真实的操作场景，进一步提高培训人员更至实地感受操作杆的力反馈，提高操作技术。提高操作技术。提高操作技术。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法


[0001]本专利技术属于三维培训系统设计
，涉及培训系统中的三维建模技术，更具体地，涉及一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法。

技术介绍

[0002]目前，随着我国经济的高速发展，基建项目越来越多，在工地上塔式起重机是一种常见的建筑施工设备，其操作技术要求相对较高，如果操作人员对该设备操作不熟，容易发生人身伤亡和财产损失，如果能针对塔式起重机建立逼真的三维模型，就可以通过虚拟现实技术来进行操作人员的培训，提高操作人员的熟练度和操作技能。塔式起重机的发展在工程机械中处于领先位置，已经成为工程建设中最主要的工程机械之一。现有技术中，塔式起重机的操作还是离不开传统的驾驶员实地驾驶作业的模式；而众所周知的，塔式起重机驾驶员是一个高危技术工种，在地形杂乱的工地很容易发生事故，另一方面，塔式起重机驾驶员的工作环境通常极为恶劣，轻则是忍受寒冬和酷暑，重则是面对毒气废气、放射性物质或恶臭的垃圾等。
[0003]塔式起重机在作业中普遍存在负荷摆动问题，会限制负荷变幅速度和回转速度，降低负荷就位精度，同时也增加了操作人员的劳动强度，严重时会引起负荷脱钩，引发事故。因此消除或控制负荷摆动对提高塔式起重机工作效率、减少装卸作业生产隐患具有重要意义。目前，塔式起重机负荷防摆控制系统的立体摆角检测主要由加速度计、陀螺仪等传感器组成传感器模块来实现摆角检测，硬件成本较高且信号处理复杂。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，目的在于利用多维度信息建立大型塔式起重机三维模型，以便于模拟更加真实的塔式起重机操作场景，并进一步应用于塔式起重机操作人员的培训。
[0005]本专利技术请求保护一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，包括：
[0006]所述塔式起重机的操作员佩戴与所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备；
[0007]所述塔式起重机上设置的多个传感器将其数据传递给所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备；
[0008]所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备基于构建的塔式起重机的虚拟现实模型与服务器通信，对所述塔式起重机的现实操作环境进行模型重建；
[0009]在所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备上表征所述塔式起重机的操作方法。
[0010]具体的，所述塔式起重机的操作员佩戴与所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备，具体包括：
[0011]所述虚拟现实穿戴设备为虚拟现实眼镜设备，所述虚拟现实眼镜设备携带有耳机，所述耳机插入所述操作员耳部内；
[0012]所述虚拟现实眼镜设备上安装有蓝牙5G芯片，所述虚拟现实眼镜设备与远程服务
器进行数据通信；
[0013]所述虚拟现实眼镜设备上安装有搭建行为和拆除行为检测装置，当所述操作员佩戴所述虚拟现实眼镜设备时，依据当时的塔式起重机情况和环境情况自适应调整所述虚拟现实眼镜设备。
[0014]具体的，所述当所述操作员佩戴所述虚拟现实眼镜设备时，依据当时的塔式起重机情况和环境情况自适应调整所述虚拟现实眼镜设备，具体包括：
[0015]所述塔式起重机情况包括工作状态，所述工作状态包括第一工作状态和第二工作状态；
[0016]所述环境情况包括环境天气、环境温度、环境湿度，所述环境天气包括风速、雨雪、阳光情况；
[0017]所述环境温度包括环境高温、环境低温、环境室温；
[0018]所述环境湿度包括环境高湿、环境低湿、环境室湿；
[0019]当塔式起重机情况为第一工作状态时，自适应调整所述虚拟现实眼镜设备为待机状态；
[0020]当塔式起重机情况为第二工作状态时，自适应调整所述虚拟现实眼镜设备为运行状态，进一步地，当环境情况中环境天气、环境温度、环境湿度均为适合室外作业情况时，进一步调整所述虚拟现实眼镜设备为高功率模式；
[0021]当环境情况中环境天气、环境温度、环境湿度至少有一项为不适合室外作业情况时，进一步调整所述虚拟现实眼镜设备为低功率模式。
[0022]具体的，所述塔式起重机上设置的多个传感器将其数据传递给所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备，具体包括：
[0023]所述塔式起重机上至少包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器；
[0024]所述第一传感器、第二传感器、第三传感器获取所述塔式起重机依据工作状态和工作方式；
[0025]所述塔式起重机的工作状态包括工作状态和静止状态；
[0026]所述塔式起重机的工作方式包括塔式起重机的元件的伸展工作、旋转工作和支撑工作；所述第四传感器、第五传感器、第六传感器获取所述塔式起重机的作业环境信息，包括所述环境信息的阳光强度、温度、湿度信息。
[0027]具体的，所述塔式起重机的工作状态包括工作状态和静止状态，所述塔式起重机的工作方式包括塔式起重机的元件的伸展工作、旋转工作和支撑工作，进一步包括：
[0028]当所述塔式起重机的工作状态为工作状态时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为激发态；
[0029]当所述塔式起重机的工作状态为静止状态时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为冬眠态；
[0030]当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的伸展工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第一传感器数据优先权重；
[0031]当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的旋转工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第二传感器数据优先权重；
[0032]当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的支撑工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第三传感器数据优先权重。
[0033]具体的，所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备基于构建的塔式起重机的虚拟现实模型与服务器通信，对所述塔式起重机的现实操作环境进行模型重建，具体包括：
[0034]所述塔式起重机的虚拟现实模型包括所述塔式起重机的起重机本体模型和所述塔式起重机的工作模型；
[0035]所述起重机本体模型针对起重机搭建行为构建起重机搭建行为操作员模板，该操作员模板包含5种属性，具体内容包括：
[0036]ID表示操作员的编号，作为操作员的身份标识；
[0037]ADD表示操作员的ADD地址，是区分操作员的最基本元素；
[0038]ACT表示操作员的行为，作为行为种类的标识；
[0039]BUILDADD表示操作员选择的起重机目标建筑，根据BUILDADD属性不同，可选择不同的仿真服务器；
[0040]History表示操作员的历史操作信息，通过该属性模拟真实操作员的起重机型号、系统型号等信息；
[0041]针对起重机拆除行为构建起重机拆除行为操作员模板，该操作员模板包含7种属性，具体内容包括：操作员编号、坐标位置、仿真行为、起重机目标建筑、操作员权限、起重机拆除行为、起重机名；
[0042]其中，Auth本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，包括：所述塔式起重机的操作员佩戴与所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备；所述塔式起重机上设置的多个传感器将其数据传递给所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备；所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备基于构建的塔式起重机的虚拟现实模型与服务器通信，对所述塔式起重机的现实操作环境进行模型重建；在所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备上表征所述塔式起重机的操作方法。2.如权利要求1上述的一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，所述塔式起重机的操作员佩戴与所述塔式起重机配套的虚拟现实穿戴设备，具体包括：所述虚拟现实穿戴设备为虚拟现实眼镜设备，所述虚拟现实眼镜设备携带有耳机，所述耳机插入所述操作员耳部内；所述虚拟现实眼镜设备上安装有蓝牙5G芯片，所述虚拟现实眼镜设备与远程服务器进行数据通信；所述虚拟现实眼镜设备上安装有搭建行为和拆除行为检测装置，当所述操作员佩戴所述虚拟现实眼镜设备时，依据当时的塔式起重机情况和环境情况自适应调整所述虚拟现实眼镜设备。3.如权利要求2上述的一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，所述当所述操作员佩戴所述虚拟现实眼镜设备时，依据当时的塔式起重机情况和环境情况自适应调整所述虚拟现实眼镜设备，具体包括：所述塔式起重机情况包括工作状态，所述工作状态包括第一工作状态和第二工作状态；所述环境情况包括环境天气、环境温度、环境湿度，所述环境天气包括风速、雨雪、阳光情况；所述环境温度包括环境高温、环境低温、环境室温；所述环境湿度包括环境高湿、环境低湿、环境室湿；当塔式起重机情况为第一工作状态时，自适应调整所述虚拟现实眼镜设备为待机状态；当塔式起重机情况为第二工作状态时，自适应调整所述虚拟现实眼镜设备为运行状态，进一步地，当环境情况中环境天气、环境温度、环境湿度均为适合室外作业情况时，进一步调整所述虚拟现实眼镜设备为高功率模式；当环境情况中环境天气、环境温度、环境湿度至少有一项为不适合室外作业情况时，进一步调整所述虚拟现实眼镜设备为低功率模式。4.如权利要求1上述的一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，所述塔式起重机上设置的多个传感器将其数据传递给所述操作员佩戴的虚拟现实穿戴设备，具体包括：所述塔式起重机上至少包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器、第五传感器、第六传感器；所述第一传感器、第二传感器、第三传感器获取所述塔式起重机依据工作状态和工作方式；所述塔式起重机的工作状态包括工作状态和静止状态；所述塔式起重机的工作方式包括塔式起重机的元件的伸展工作、旋转工作和支撑工作；
所述第四传感器、第五传感器、第六传感器获取所述塔式起重机的作业环境信息，包括所述环境信息的阳光强度、温度、湿度信息。5.如权利要求4上述的一种基于虚拟现实的塔式起重机操作方法，其特征在于，所述塔式起重机的工作状态包括工作状态和静止状态，所述塔式起重机的工作方式包括塔式起重机的元件的伸展工作、旋转工作和支撑工作，进一步包括：当所述塔式起重机的工作状态为工作状态时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为激发态；当所述塔式起重机的工作状态为静止状态时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为冬眠态；当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的伸展工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第一传感器数据优先权重；当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的旋转工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第二传感器数据优先权重；当所述塔式起重机的工作方式为塔式起重机的元件的支撑工作时，将所述塔式起重机的工作状态数据设置为第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈德木，陈博，
申请(专利权)人：杭州大杰智能传动科技有限公司，
类型：发明
国别省市：