【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及塔吊自动驾驶，具体为一种塔式起重机智能吊钩避障方法。
技术介绍
1、目前，大部分的建筑施工领域，工地物料的搬运都使用人工操作塔机完成作业，工作过程中由于人工疏忽会产生安全隐患与安全事故。
2、塔式起重机(简称塔机)作为用于建筑施工中垂直、水平载重运输的重要工具之一，具有起重量大、高度高、幅度长的作业特点。塔机在作业过程中除了可能与已知的障碍物(譬如塔机、建筑物等)产生碰撞、剐蹭等情况，还可能与未知的、突然出现的障碍物(譬如人、临时堆放的材料等)产生碰撞、剐蹭的情况，存在较大的安全隐患。
3、针对这种安全隐患，相关行业出台强制性的安全文件，要求起重设备必须安装塔机安全监控系统，监控塔机的运行状态，将塔机运行数据显示在监控屏上，辅助塔司驾驶。常见的塔机安全监控系统有高度、幅度、回转角度、吊重、力矩、风速、档位等信息采集显示，有限个数的塔机之间防碰撞设置，配合吊钩可视化、排绳监测等视频监控。但是这种监控方式仅是提供一种驾驶参考，由塔司查看监控及现场情况判断是否危险，进而减速、停机避让，属于“被动”监控，无法自动规避突发状况，仍存在一定的安全隐患。
4、专利号cn209635755u，该技术专利公开了一种塔吊无人驾驶系统，包括手持设备、双目相机、图像处理主机、三维建模系统、系统控制器、主控工控机等模块。该系统设置双目相机、图像处理主机在塔机小车上，采集图像数据并生成三维点云；三维建模系统从三维点云中提取建模信息，构建三维实景地图；系统控制器向手持设备发送三维实景地图信息并接收手持设备发送
5、专利号cn08750950a提供了一种带有自动驾驶功能的塔吊及其自动驾驶控制方法，在传统人工高空操控塔吊基本结构单元的基础上增加了雷达监测单元、手持终端单元、信息传递单元、中央信息处理及自动驾驶操控单元，通过雷达与摄像头相结合的方式，设置于塔吊小车上，对目标进行距离、径向速度、方位、高度等的测量并处理数据，进而进行地图绘制与环境定位、规划路径，躲避各种障碍物，使塔吊顺利完成运输任务。
6、专利号cn208994994u公开了一种基于避障吊钩的塔吊避障系统，通过将避障检测单元、通信单元、控制器等模块嵌于吊钩的检测空腔及环槽内，完成对障碍物信息、吊钩移动信息等的检测，并与塔吊控制系统通信，控制塔吊的动作，在障碍物距离超过警戒范围后，控制器还可控制嵌在吊钩上的喷嘴电磁阀的开启，喷出压缩气室的气体达到对吊钩减速的目的。
7、上述现有技术虽能实现一定程度的路径自动规划、躲避障碍物，但是其路径确认需要人员参与的频率较高，每次遇障均需人工确认，即未能“自动避障”，只是“自动停止”后再次规划路径由人确定执行；环境数据测量设备安装在变幅小车上，测量吊重及障碍物的距离过远，存在一定的准确度不足；通过喷气装置进行紧急制动容易出现吊钩受力失衡，产生吊物旋转、散落的安全事故，所以现在需要一种塔式起重机智能吊钩避障方法。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种塔式起重机智能吊钩避障方法，准确感知吊钩周围障碍物的位置和距离信息，从而避开障碍物将吊物安全送达，以解决
技术介绍
中提到的技术问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种塔式起重机智能吊钩避障方法，包括以下步骤：
3、s1、定位并记录位置：呼叫吊钩进入起吊区或降落区。
4、如首次进入到起吊区或降落区内，可通过手持定位终端人工控制智能吊钩运动到指定位置；
5、s2、遇障报警：如第二次进入到该起吊区或降落区内，按上一次记忆的智能吊钩运动轨迹运动到指定位置上方，在起吊区或降落区内，手持定位终端人工控制优先，遇到障碍物在安全距离内，报警；
6、s3、吊物行驶：吊钩驶出起吊区或降落区，塔机将吊物垂直向上吊起，使吊物的最低点离开起吊区，然后按照塔吊自动驾驶系统规划的路径行驶，直到安全到达降落区；
7、s4、遇障路线规划：行驶期间，智能吊钩若在行驶路径上检测到存在障碍物在安全距离内，则重新规划路径，避开该障碍物，并将该障碍物信息记录到环境地形图上，以便下次规划路径时避开该障碍物；遇到障碍物在安全距离内，报警。
8、优选的，所述s1中包括一组gps定位系统和一组用于监测行进信息的监测报警系统，用以对该吊钩进行定位并提供一组位置信息，并能及时记录吊钩行径路线，使塔机使用更加便利。
9、优选的，所述s2中包括一组处理单元，来接收手动控制信号，并在手动信号介入时，令该gps定位系统安装手动控制信号进行路径信息记录，该处理单元会先判断该gps定位系统是否为开启状态，若是在gps定位系统正常使用时，则记录手动控制信息行径新路线；
10、在该处理单元控制gps定位系统记录新的行径路线后，会开启该gps定位系统，再令该gps定位系统按照新的路径位置进行移动；
11、在塔机作业过程中遇到障碍时，且在规划路线内部无法规避时，会发出报警信息，使工作人员手动介入操作，规划新的路线信息。
12、优选的，s4中重新规划路线与旧路线同时记忆，通过所述监测报警系统对作业面信息进行监测规划，来保证选择最优路线行驶；
13、在作业面出现无法规避的障碍物时选择新路线行驶，在后期工作中，障碍物消失，监测报警系统未检测到行径路线中存在障碍物，则选择最优路线控制塔机移动。
14、优选的，所述塔式起重机智能吊钩避障方法优选方案，实时获得智能吊钩的空间位置坐标s(x1,y1,z1)，同时，根据智能吊钩上的激光雷达的点云数据获得障碍物的位置坐标sa(xa1,ya1,za1)，将将障碍物坐标换算成该障碍物的极坐标sa(ra1,θa1,za1)，
15、计算过程为：
16、za1＝z1+za1，
17、同时，计算出障碍物点云图中，其他点的极坐标sak(rak,θak,zak)，
18、对比智能吊钩极坐标s(r1,θ1,z1)与障碍物sak(rak,θak,zak)，达到安全距离时，停止该坐标方向的运行，重新规划路径。
19、优选的，所述塔式起重机智能吊钩避障方法优选方案，吊钩从起吊点到落地点过程如下：
20、(1)规划从起吊点到落地点的最优行驶路径，智能吊钩根据最优行驶路径的点序列，自动行驶；
21、(2)在吊钩开始运动后，安装在智能吊钩上的雷达传感器或深度相机开始工作，检测智能吊钩行驶路径前方是否有障碍物，并判断障碍物sa(ra1,θa1,za1)与智能吊钩s(x1,y1,z1)是否在安全距离内，如果r轴方向距离障碍物达到安全距离时，则停止r轴方向的塔吊桁车运动；实时检测障碍物和吊钩的距离，控制塔机桁车运动，使智能吊钩在r轴方向上离障碍物距离大于等于安全距离r本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：所述S1中包括一组GPS定位系统和一组用于监测行进信息的监测报警系统，用以对该吊钩进行定位并提供一组位置信息，并能及时记录吊钩行经路线，使塔机使用更加便利。
3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：所述S2中包括一组处理单元，用以接收手动控制信号，并在手动信号介入时，令该GPS定位系统安装手动控制信号进行路径信息记录，该处理单元会先判断该GPS定位系统是否为开启状态，若是在GPS定位系统正常使用时，则记录手动控制信息行径新路线；
4.根据权利要求1所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：S4中重新规划路线与旧路线同时记忆，通过所述监测报警系统对作业面信息进行监测规划，来保证选择最优路线行驶；
5.根据权利要求1-4所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：实时获得智能吊钩的空间位置坐标s(x1,y1,z1)，同时，根据智能吊钩上的激光雷达的点云数据获得障碍物
6.根据权利要求5所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：吊钩从起吊点到落地点过程如下：
...【技术特征摘要】
1.一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：所述s1中包括一组gps定位系统和一组用于监测行进信息的监测报警系统，用以对该吊钩进行定位并提供一组位置信息，并能及时记录吊钩行经路线，使塔机使用更加便利。
3.根据权利要求1所述的一种塔式起重机智能吊钩避障方法，其特征在于：所述s2中包括一组处理单元，用以接收手动控制信号，并在手动信号介入时，令该gps定位系统安装手动控制信号进行路径信息记录，该处理单元会先判断该gps定位系统是否为开启状态，若是在gps定位系统正常使用时，则记录手动控制信息行径新路线；
【专利技术属性】
技术研发人员：王全良，李忠恒，刘顺涛，王智，
申请(专利权)人：中科骊久济南机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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