一种门座机与龙门吊的防碰撞方法技术

本发明专利技术涉及一种门座机与龙门吊的防碰撞方法，包括如下步骤：步骤1、在服务器上对门座机和龙门吊分别进行三维建模，得到三维建模后的门座机和龙门吊；步骤2、对施工现场的门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据进行采集，并上传至服务器；步骤3、设置门座机与龙门吊之间的安全报警等级和每个安全报警等级对应的安全距离；步骤4、在服务器上进行三维模拟仿真分析，实现门座机与龙门吊的碰撞检测，得到门座机和龙门吊之间的碰撞检测结果；步骤5、生成对应的安全报警等级。优点在于：有效提高吊运效率，缩短吊运时间，节省了大量成本，降低修造船成本，同时也降低了现场吊运的安全风险，提高吊运安全性，具有重要的经济效益与社会效益。益与社会效益。益与社会效益。

【技术实现步骤摘要】
一种门座机与龙门吊的防碰撞方法


[0001]本专利技术涉及船舶修造
，特别涉及一种应用于修造船厂的门座机与龙门吊的防碰撞方法。

技术介绍

[0002]门座机和龙门吊作为修造船厂的主要起重设备，船舶在船坞、船台等场所建造或修理过程中使用频繁。由于船舶的特殊性，修造船现场环境非常复杂，门座机与龙门吊在吊运时有较多交叉作业的情况，存在相互碰撞的安全风险。目前常规的管理手段依靠现场门机指挥和吊车司机人工进行监测，存在以下问题：
[0003]一、门座机与龙门吊自身结构特点导致吊车司机视野受到较大限制，存在视觉盲区；
[0004]二、受限于修造船现场环境，门机指挥站位有时不能满足观测要求；
[0005]三、人员远距离观察视觉比较模糊，门机指挥地面引导易出差错。
[0006]综上，依靠现场人员观测的方法无法对门座机与龙门吊的相对空间位置进行实时监测，容易造成门座机与龙门吊相互碰撞的安全隐患。
[0007]为解决上述问题，有专利号为ZL202022225039.7(授权公告号为CN213302521U)的中国技术专利公开了一种龙门吊与门座机防撞系统，该系统中通过控制装置能够接收龙门吊移动站分系统和门座机移动站分系统发射的位置信息，以判断二者的相对位置。由于该系统中只能获取龙门吊和门座机之间的相对位置，但并未公开何种情况下会出现碰撞的情况，因此该系统存在技术缺陷。为此需要对现有技术做进一步改进。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术提供一种防撞检测方法简单且效率高的门座机与龙门吊的防碰撞方法。
[0009]本专利技术解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种门座机与龙门吊的防碰撞方法，其特征在于包括如下步骤：
[0010]步骤1、在服务器上对门座机和龙门吊分别进行三维建模，得到三维建模后的门座机和龙门吊；
[0011]步骤2、对施工现场的门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据进行采集，并上传至服务器；
[0012]步骤3、设置门座机与龙门吊之间的安全报警等级和每个安全报警等级对应的安全距离；
[0013]步骤4、在服务器上进行三维模拟仿真分析，实现门座机与龙门吊的碰撞检测，得到门座机和龙门吊之间的碰撞检测结果；其中的碰撞检测具体步骤为：
[0014]步骤4
‑
1、根据经验获取门座机和龙门吊上易发生碰撞的部件，并在三维模型中将门座机和龙门吊上易发生碰撞部件的外轮廓分别拟合成至少一个矩形；
[0015]步骤4
‑
2、将每个矩形的四个顶点分别作为球心，并将每个顶点对应画出1个半径为R的球，最终形成围设于4个球外周壁的包围盒；
[0016]每个矩形对应的包围盒截面基本呈矩形，矩形的四个顶点呈球面所对应的弧形；
[0017]步骤4
‑
3、根据步骤2中门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据，计算门座机与龙门吊之间的最短距离，并判断门座机与龙门吊之间的最短距离是否小于等于2R，如是，则说明门座机和龙门吊会发生碰撞，则转入到步骤5；如否，则说明门座机和龙门吊不会发生碰撞；上述2R为预设的安全距离；
[0018]步骤5、生成对应的安全报警等级。
[0019]本方案中，所述步骤1中三维建模的具体方法为：
[0020]采用现场勘测拍摄测量门座机与龙门吊，并结合门座机与龙门吊的生产图纸进行门座机与龙门吊的三维建模。
[0021]优选地，所述步骤2中门座机与龙门吊的位置数据获取方法为：
[0022]在施工现场安装基准定位器，并在门座机及龙门吊上分别安装GPS定位终端，利用GPS差分定位技术获得门座机与龙门吊的位置信息。
[0023]优选地，所述步骤2中门座机的姿态数据获取方法为：
[0024]所述门座机包括臂架和用于控制臂架转动的旋转体，在所述臂架和旋转体上分别安装角度传感器，以获取臂架的俯仰角度和起重机的回转角度。
[0025]本方案中，所述龙门吊呈倒U字形，包括主梁和位于主梁两侧的支脚，所述步骤4
‑
1中门座机和龙门吊上易发生碰撞的部件为：龙门吊上的主梁、至少一个支脚以及门座机上的臂架。
[0026]为实现安全报警，所述步骤5后还包括如下步骤：
[0027]在门座机的驾驶室、龙门吊的驾驶室及指挥调度室配备声视频报警装置，当门座机与龙门吊之间的最短距离超出安全距离后，则服务器将针对不同的安全报警等级播放不同的报警影像和音频，提醒门座机及龙门吊驾驶员注意安全操作。
[0028]为实现工作人员了解门座机及龙门吊的实时情况，所述服务器还连接有显示模块，用于实时展示门座机及龙门吊的实时情况动态展示。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：通过对门座机与龙门吊三维建模和采集定位数据，在三维模拟仿真软件中分析门座机与龙门吊空间距离来判定进行防碰撞预警，具有无需人工操作、高精度、安全性高的特点。避免起重吊运人员为观察臂架是否相碰频繁的登高作业，有效提高吊运效率，缩短吊运时间，节省了大量成本，降低修造船成本，同时也降低了现场吊运的安全风险，提高吊运安全性，具有重要的经济效益与社会效益。
附图说明
[0030]图1为本专利技术实施例中龙门吊的结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例中门座机的结构示意图；
[0032]图3为本专利技术实施例中碰撞检测示意图。
具体实施方式
[0033]以下结合附图实施例对本专利技术作进一步详细描述。
[0034]本实施例中的门座机与龙门吊的防碰撞方法包括如下步骤：
[0035]步骤1、在服务器上对门座机和龙门吊分别进行三维建模，得到三维建模后的门座机和龙门吊；
[0036]三维建模的具体方法为：
[0037]采用现场勘测拍摄测量门座机与龙门吊，并结合门座机与龙门吊的生产图纸进行门座机与龙门吊的1:1三维建模，同时采集门座机与龙门吊使用时周边的场景数据，构建三维场景资源可视域展示，将门座机、龙门吊盲区信息图形化展示，全方位模拟实景直观判断预防碰撞；
[0038]如图1所示，龙门吊呈倒U字形，包括主梁11和位于主梁11两侧的支脚12；如图2所示，门座机包括臂架21和用于控制臂架21转动的旋转体22；
[0039]步骤2、对施工现场的门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据进行采集，并上传至服务器；
[0040]门座机与龙门吊的位置数据获取方法为：
[0041]在施工现场安装基准定位器，并在门座机及龙门吊上分别安装GPS定位终端，利用GPS差分定位技术获得门座机与龙门吊的位置信息；
[0042]本实施例中，为避免信号干扰需现场实际勘察选取适当位置安装基准定位器，本专利技术基准定位器现场实际位置在龙门吊轨道外侧的车间顶部。在门座机及龙门吊上安装GPS定位终端，为实时准确检测机械的中心位置，本专利技术GPS定位终端安装在门座机及龙门吊顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种门座机与龙门吊的防碰撞方法，其特征在于包括如下步骤：步骤1、在服务器上对门座机和龙门吊分别进行三维建模，得到三维建模后的门座机和龙门吊；步骤2、对施工现场的门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据进行采集，并上传至服务器；步骤3、设置门座机与龙门吊之间的安全报警等级和每个安全报警等级对应的安全距离；步骤4、在服务器上进行三维模拟仿真分析，实现门座机与龙门吊的碰撞检测，得到门座机和龙门吊之间的碰撞检测结果；其中的碰撞检测具体步骤为：步骤4
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1、根据经验获取门座机和龙门吊上易发生碰撞的部件，并在三维模型中将门座机和龙门吊上易发生碰撞部件的外轮廓分别拟合成至少一个矩形；步骤4
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2、将每个矩形的四个顶点分别作为球心，并将每个顶点对应画出1个半径为R的球，最终形成围设于4个球外周壁的包围盒；每个矩形对应的包围盒截面基本呈矩形，矩形的四个顶点呈球面所对应的弧形；步骤4
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3、根据步骤2中门座机与龙门吊的位置数据以及门座机的姿态数据，计算门座机与龙门吊之间的最短距离，并判断门座机与龙门吊之间的最短距离是否小于等于2R，如是，则说明门座机和龙门吊会发生碰撞，则转入到步骤5；如否，则说明门座机和龙门吊不会发生碰撞；上述2R为预设的安全距离；步骤5、生成对应的安全报警等级。2.根据权利要求1所述的门座机与龙门吊的防碰撞方法，其特征在于：所述步骤1中三维建模的具体方法为：采用现场勘...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚伟兵，阮峻杰，翁海龙，徐会超，刘会飞，薛启刚，
申请(专利权)人：舟山中远海运重工有限公司，
类型：发明
国别省市：