[發明專利]一種起重機作業實時導航系統及方法

有效

• 申請號: 202010692020.5
• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111891922B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發明（設計）人: 單增海;張程;李權;楊艷;王翠萍;李立晶
• 申請（專利權）人: 徐州重型機械有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C15/06;B66C23/88
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 馬進

本發明公開了一種起重機作業實時導航系統及方法，該系統包括路徑規劃單元、人機交互單元、臂架姿態檢測單元和障礙物碰撞檢測單元；當有吊裝任務時，系統自動規劃出起重機動作路徑，并在人機界面上顯示當前應執行的動作、目標點及下一階段需要執行的動作、目標點，實現對操作人員圖形化的引導。當執行某一子動作時系統檢測到障礙物，或某一子動作超過目標點時，系統會重新規劃動作路徑并在人機界面上及時更新，保障吊裝物安全轉運。

技術領域

本發明涉及起重機作業導航技術領域，具體涉及一種起重機作業實時導航系統及方法。

背景技術

起重機大量應用于城市建筑建設、橋梁施工、高空設備安裝等場合，吊裝作業環境復雜，常出現多障礙物影響、狹小空間吊裝的場合。操作人員在吊裝作業過程中，由于和指揮人員溝通不暢、視野較差，導致吊運過程中出現碰撞的事故常有發生。隨著起重機向智能化作業方向的發展，控制系統可以提前搭建作業現場的環境模型，根據起重機、吊裝物、障礙物的位置進行作業路徑規劃，指導操作人員安全作業。但由于作業現場環境實時在變化，搭建的作業現場模型較難反映真實情況，因此規劃的動作路徑需要根據實際現場環境而不斷調整。另外，控制系統規劃好動作路徑后操作人員較難清晰獲取動作順序，缺少直觀的動作導航系統。

公開號為CN106325100的“一種基于起重機車載控制系統的吊裝模擬方法”公開了一種起重機車載控制系統吊裝模擬方法，包括建模、工況優選、路徑規劃、吊裝仿真，可以在吊裝作業前通過車載系統進行吊裝模擬仿真。此專利作業現場環境模型不能跟隨實際環境變化，無法對實際操作過程進行引導，且缺少對子動作目標點的預警提醒。

公開號為CN106348173B的“一種起重機跨障礙吊裝工況推薦系統及其方法”公開了一種起重機跨障礙吊裝工況推薦系統及方法，包括工況推薦人機交互模塊、數學模型計算模塊、性能表查詢模塊、推薦工況展示模塊，可以根據障礙物的位置對吊裝任務進行工況規劃，提供可選的工況配置。此專利無法進行動作路徑的規劃與操作導航。

公開號為CN103241654B的“一種橋式起重機智能運行控制系統”公開了一種橋式起重機智能運行控制系統，使橋式起重機在半未知的環境下實現XY軸的無碰撞自動運行。此專利缺少人機界面對動作路徑的圖形化展示，且該技術只針對二維平面運動，未提供三維環境下多機構運動的導航方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種起重機作業實時導航系統及方法，能夠自動規劃起重機的動作路徑并能將待執行的動作及目標點位置進行展示引導操作人操作，并能對動作路徑進行實時更新，保證了吊裝物的安全轉運。

為達到上述目的，本發明是采用下述技術方案實現的：

一種起重機作業實時導航方法，包括如下步驟：

根據作業現場環境模型、當前臂架姿態信息和接收的目標吊裝物坐標位置進行臂架動作路徑規劃，獲取臂架動作順序及目標點位置；其中，臂架動作包括變幅起落、臂架伸縮、左右回轉和卷揚起升；

將所述動作路徑及目標點位置以圖文形式進行展示；根據所述動作路徑控制臂架運動至目標點位置；

檢測動作過程中的臂架是否有碰撞危險；若無碰撞危險，臂架則繼續動作，若有碰撞危險，則重新進行動作路徑規劃；

檢測動作中的臂架是否超過目標點位置；若沒有超過目標點位置，臂架則繼續動作，若超過吊裝物坐標位置，則重新進行動作路徑規劃。

進一步地，所述動作路徑規劃具體包括：

將動作路徑信息轉為動作路徑矩陣、數組或數字序列；其中，動作路徑為一個或多個動作的有序組合；

根據動作路徑矩陣、數組數字序列進行動作路徑規劃。

進一步地，還包括：若臂架有碰撞危險，進行聲光報警提示。