本申請屬于工程機械，具體地涉及一種群塔防碰撞方法、群塔防碰撞系統(tǒng)及塔式起重機。

背景技術(shù)：

1、目前群塔防碰撞主要有基于超聲傳感網(wǎng)絡(luò)的在線檢測預警和基于圖形識別技術(shù)的報警。超聲波傳感網(wǎng)絡(luò)采用超聲傳感器融合技術(shù)進行塔機周邊障礙物的監(jiān)測，通過障礙物定位與識別、軌跡預測以及超聲地圖數(shù)據(jù)防碰撞模型計算，獲取塔機碰撞預警信息。圖像識別是通過圖像獲取裝置及后續(xù)的圖像處理器，對圖像進行二值化、濾波、邊緣檢測、興趣區(qū)域提取和碰撞物提取，進而進行特征點檢測和立體匹配處理從而完成測距。

2、其中，超聲波傳感器的測量范圍相對塔機運動范圍較小，在塔機高速運動時更難以反應及時。其次超聲波為機械波，在建筑施工現(xiàn)場往往具有很大噪聲，這會對傳感器測試精度帶來干擾。圖像處理需要大量的計算資源，價格一般較昂貴，其次，圖像的質(zhì)量還與天氣、日照和攝像頭質(zhì)量息息相關(guān)，這可能降低防碰撞的精確程度。由此，綜上分析基于超聲傳感網(wǎng)絡(luò)的在線檢測預警和基于圖形識別技術(shù)的報警都會受到外界的干擾，從而影響防撞判斷精度，可靠性低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請的目的是提供一種群塔防碰撞方法、群塔防碰撞系統(tǒng)及塔式起重機，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中基于超聲傳感網(wǎng)絡(luò)的在線檢測預警和基于圖形識別技術(shù)的報警都會受到外界的干擾，從而影響防撞判斷精度及可靠性低的問題。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本申請一方面提供一種群塔防碰撞方法，包括：

3、s100：確定群塔中的本塔機以及與所述本塔機構(gòu)成干涉的干涉塔機，通過所述本塔機獲取自身和各所述干涉塔機的動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)；

4、s200：根據(jù)所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述本塔機在各種運動情況下與所述干涉塔機在靜止狀態(tài)時的防碰撞模型，并根據(jù)所述防碰撞模型，確定不同碰撞場景下執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作時所述本塔機與所述干涉塔機的各碰撞點；

5、s300：綜合所有的碰撞場景的碰撞點，將所述本塔機在對應的所述碰撞場景中作業(yè)時最近的碰撞點作為最終碰撞點；

6、s400：在所述本塔機執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作且靠近所述最終碰撞點的情況下，執(zhí)行防碰撞動作。

7、作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

8、在一些實施方式中，所述步驟s200包括：

9、s210：根據(jù)所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建所述本塔機在各種運動情況下與靜止狀態(tài)的所述干涉塔機的三維立體防碰撞模型；

10、s220：根據(jù)不同碰撞場景，將構(gòu)建的所述三維立體防碰撞模型中的碰撞區(qū)域按預設(shè)高度間距分割成不同的二維平面防碰撞模型；

11、s230：根據(jù)分割的所述二維平面防碰撞模型，確定不同碰撞場景下執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作時所述本塔機與所述干涉塔機的各碰撞點。

12、在一些實施方式中，所述步驟s210中包括：

13、s211：根據(jù)所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)，以所述本塔機為原點建立坐標系；

14、s212：以所述本塔機運動，所述干涉塔機靜止，構(gòu)建所述本塔機在各種運動情況下與靜止狀態(tài)的所述干涉塔機的三維立體防碰撞模型。

15、在一些實施方式中，所述步驟s230中還包括：

16、s231：將所述二維平面防碰撞模型轉(zhuǎn)化為相對應的數(shù)學模型，其中，在所述數(shù)學模型中將所述本塔機和所述干涉塔機簡化為點、線、圓；

17、s232：確定不同碰撞場景下執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作時所述本塔機與所述干涉塔機在所述數(shù)學模型中的各個交點，該些交點為所述碰撞點。

18、在一些實施方式中，所述步驟s400中還包括：

19、根據(jù)所述本塔機與相應的所述最終碰撞點的距離和/或角度的大小，將碰撞情況按碰撞等級依次分類；

20、其中，所述碰撞等級由低至高依次包括碰撞監(jiān)測、碰撞預警、碰撞報警和碰撞限位，所述本塔機根據(jù)所述碰撞等級執(zhí)行所述碰撞動作。

21、在一些實施方式中，碰撞場景包括所述本塔機的起重臂與所述干涉塔機的起重臂或塔身碰撞、所述本塔機的小車與所述干涉塔機的起重臂、平衡臂或塔身碰撞。

22、本申請第二方面提供一種群塔防碰撞系統(tǒng)，包括防碰撞子系統(tǒng)，所述防碰撞子系統(tǒng)應用了根據(jù)上述第一方面所述的群塔防碰撞方法；

23、其中，群塔中的本塔機和干涉塔機上均設(shè)置有所述防碰撞子系統(tǒng)，所述防碰撞子系統(tǒng)被配置為可發(fā)出和接收所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)。

24、作為上述技術(shù)方案的進一步改進：

25、在一些實施方式中，所述防碰撞子系統(tǒng)包括：

26、無線通訊模塊，用于接收其它所述防碰撞子系統(tǒng)發(fā)出的所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)；和

27、塔機控制器，用于獲取所述無線通訊模塊接收的所述動態(tài)數(shù)據(jù)和所述靜態(tài)數(shù)據(jù)并進行防碰撞分析，所述塔機控制器還被配置為根據(jù)防碰撞分析數(shù)據(jù)控制所述本塔機執(zhí)行相應的防碰撞動作。

28、在一些實施方式中，所述防碰撞子系統(tǒng)還包括人機交互模塊，所述人機交互模塊具有顯示屏并電性連接所述塔機控制器，所述顯示屏用于顯示所述本塔機與所述干涉塔機的相對距離和/或碰撞角度。

29、本申請第三方面提供一種塔式起重機，包括根據(jù)上述第二方面提供的群塔防碰撞系統(tǒng)中的所述防碰撞子系統(tǒng)。

30、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本申請?zhí)峁┝艘环N群塔防碰撞方法、群塔防碰撞系統(tǒng)及塔式起重機。其中，群塔防碰撞方法通過本塔機獲取自身和各干涉塔機的動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)；再根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建本塔機在各種運動情況下與干涉塔機在靜止狀態(tài)時的防碰撞模型，并根據(jù)防碰撞模型，確定不同碰撞場景下執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作時本塔機與干涉塔機的各碰撞點；然后綜合所有的碰撞場景的碰撞點，將本塔機在對應的碰撞場景中作業(yè)時最近的碰撞點作為最終碰撞點；最后在本塔機執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作且靠近最終碰撞點的情況下，執(zhí)行防碰撞動作。由此，本申請?zhí)峁┑娜核琅鲎卜椒▽崿F(xiàn)了各個塔機之間的實時狀態(tài)數(shù)據(jù)的互通和融合，防撞精度高。并且整個防碰撞的處理過程都無需借助超聲波或圖像識別等傳感器，從而不受外界環(huán)境的影響，防撞性能更可靠。

31、本申請實施方式的其它特征和優(yōu)點將在隨后的具體實施方式部分予以詳細說明。

技術(shù)特征：

1.一種群塔防碰撞方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群塔防碰撞方法，其特征在于，所述步驟s200包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的群塔防碰撞方法，其特征在于，所述步驟s210中包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的群塔防碰撞方法，其特征在于，所述步驟s230中還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的群塔防碰撞方法，其特征在于，所述步驟s400中還包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項所述的群塔防碰撞方法，其特征在于，碰撞場景包括所述本塔機的起重臂與所述干涉塔機的起重臂或塔身碰撞、所述本塔機的小車與所述干涉塔機的起重臂、平衡臂或塔身碰撞。

7.一種群塔防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，包括防碰撞子系統(tǒng)，所述防碰撞子系統(tǒng)應用了根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項所述的群塔防碰撞方法；

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的群塔防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述防碰撞子系統(tǒng)包括：

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的群塔防碰撞系統(tǒng)，其特征在于，所述防碰撞子系統(tǒng)還包括人機交互模塊，所述人機交互模塊具有顯示屏并電性連接所述塔機控制器，所述顯示屏用于顯示所述本塔機與所述干涉塔機的相對距離和/或碰撞角度。

10.一種塔式起重機，其特征在于，包括根據(jù)權(quán)利要求7-9中任一項所述的群塔防碰撞系統(tǒng)中的所述防碰撞子系統(tǒng)。

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及工程機械技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種群塔防碰撞方法、群塔防碰撞系統(tǒng)及塔式起重機。其中，群塔防碰撞方法通過本塔機獲取自身和各干涉塔機的動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)；再根據(jù)動態(tài)數(shù)據(jù)和靜態(tài)數(shù)據(jù)，構(gòu)建本塔機在各種運動情況下與干涉塔機在靜止狀態(tài)時的防碰撞模型，并根據(jù)防碰撞模型，確定不同碰撞場景下執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作時本塔機與干涉塔機的各碰撞點；然后綜合所有的碰撞場景的碰撞點，將本塔機在對應的碰撞場景中作業(yè)時最近的碰撞點作為最終碰撞點；最后在本塔機執(zhí)行回轉(zhuǎn)動作和變幅動作且靠近最終碰撞點的情況下，執(zhí)行防碰撞動作。本申請?zhí)峁┑娜核琅鲎卜椒ǚ雷簿雀?、防撞性能更可靠?br/>
技術(shù)研發(fā)人員：邱祥,李凱,宋道榜,全廷立,黃征宇
受保護的技術(shù)使用者：中聯(lián)重科建筑起重機械有限責任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/9