[發明專利]一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法

有效

• 申請號: 202011160100.2
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112437228B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發明（設計）人: 丁克威;李子力;柴成源;邢路
• 申請（專利權）人: 北京中鐵建建筑科技有限公司;中鐵建設集團有限公司
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N7/18;H04W4/02;H04W4/30;B66C13/16
• 代理公司: 北京紐樂康知識產權代理事務所(普通合伙) 11210
• 代理人: 蘇泳生

1.一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、在塔吊的塔身居中位置安裝自動跟隨攝像頭裝置，在塔吊的吊鉤正上方并靠近吊鉤位置安裝吊鉤UWB標簽裝置；

S2、自動跟隨攝像頭裝置和吊鉤UWB標簽裝置分別接通電源，自動跟隨攝像頭裝置主控板和吊鉤UWB標簽裝置主控板進行初始化功能，加載各個外部設備驅動程序；

S3、自動跟隨攝像頭裝置和吊鉤UWB標簽裝置之間進行配對，用于信號傳輸；

S4、配對成功后，吊鉤UWB標簽裝置開始發射無線定位信號，同時自動跟隨攝像頭裝置的UWB錨點電路將實時接收吊鉤UWB標簽裝置的無線定位信號，并根據無線定位信號計算信號的飛行時間，在此基礎上通過三點定位原理計算出吊鉤UWB標簽裝置的相對位置坐標；

S5、自動跟隨攝像頭裝置的UWB錨點電路將計算好的相對位置坐標發送給自動跟隨攝像頭裝置內的第一CPU主控電路，第一CPU主控電路將相對位置映射為自頂向下視圖模型和水平視角視圖模型；

S6、自頂向下視圖模型中，通過對比吊鉤UWB標簽裝置到水平錨點H1和吊鉤UWB標簽裝置到水平錨點H2的距離差，第一CPU主控電路輸出自動跟隨攝像頭裝置內的二自由度云臺的水平自由度方向電機的控制信號，控制二自由度云臺進行水平方向旋轉，實現自動跟隨攝像頭裝置的轉動，使吊鉤UWB標簽裝置到水平錨點H1的距離與吊鉤UWB標簽裝置到水平錨點H2的距離相等，即距離差趨于0，以實現自動跟隨攝像頭裝置在水平方向的跟隨功能；

S7、水平視角視圖模型中，通過對比吊鉤UWB標簽裝置到垂直錨點V1和吊鉤UWB標簽裝置到垂直錨點V2的距離差，第一CPU主控電路輸出自動跟隨攝像頭裝置內的二自由度云臺的垂直自由度方向電機的控制信號，控制二自由度云臺進行垂直方向旋轉，實現自動跟隨攝像頭裝置的轉動，使吊鉤UWB標簽裝置到垂直錨點V1的距離與吊鉤UWB標簽裝置到垂直錨點V2的距離相等，即距離差趨于0，以實現自動跟隨攝像頭裝置在垂直方向的跟隨功能。

2.根據權利要求1所述的一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，步驟S4中，所述三點定位原理的三點為UWB錨點電路中的水平錨點H1、水平錨點H2和垂直錨點V1。

3.根據權利要求1所述的一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，其特征在于，所述第一CPU主控電路的主處理器為STM32F407IGT7高性能工業級芯片。

4.根據權利要求1所述的一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，其特征在于，所述吊鉤UWB標簽裝置采用太陽能供電系統和鋰電池供電系統雙系統備份供電方式。

5.根據權利要求1所述的一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，其特征在于，所述吊鉤UWB標簽裝置內設有第二CPU主控電路。

6.根據權利要求5所述的一種基于UWB跟隨技術的塔吊吊鉤可視化方法，其特征在于，所述第二CPU主控電路的主處理器為STM32L151CBT6A超低功耗工業級芯片。