CN106698217A - 一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 - Google Patents
一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN106698217A CN106698217A CN201510775605.2A CN201510775605A CN106698217A CN 106698217 A CN106698217 A CN 106698217A CN 201510775605 A CN201510775605 A CN 201510775605A CN 106698217 A CN106698217 A CN 106698217A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- tower crane
- information acquisition
- module
- environment information
- head tracking
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，提高了塔机安全作业的概率，颠覆了传统的靠指挥员对现场进行监控然后告知操作员的方法，使得塔机作业过程更加高效和安全。包括塔机虚拟仿真软件系统、头部跟踪交互系统以及环境信息采集系统；所述塔机虚拟仿真软件系统包括环境渲染模块和塔机视景仿真模块，所述环境渲染模块连接显示器；所述头部跟踪交互系统包括操作员、头部姿态变化、头部姿态检测，所述头部姿态检测的检测结果传送给环境渲染模块；所述环境信息采集系统包括多传感器系统、环境信息采集服务器，所述环境信息采集服务器与塔机视景仿真模块相连，所述环境信息采集系统负责将真实的动态变化场景转化为虚拟的动态变化场景。
Description
技术领域
本发明属于塔式起重机技术领域，具体地涉及一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统。
背景技术
现有塔式起重机在吊装过程中，如果吊装环境复杂，危险作业需要配备专门的塔机操作指挥员，指挥员在吊物附近根据机手的操作和要完成的任务进行标准的手势指挥，在完全看不见指挥员的情况下可以通过对讲机发送指挥命令，塔机机手需要凭借高超的操作技术、较好的视力和良好的指挥理解能力，完成重要物品的指挥操作。
现有塔机作业监控系统多为远程监控，监控信息由监控人员从远程获取，并通过无线对讲机告知机手，一种基于Zigbee和GPRS技术的无线监控网络，完成塔机监控，实现远程监控的硬件结构。同时，将虚拟现实技术应用于安全作业监控的研究也越来越多，一种将虚拟现实工具Virtools应用于远程监控，查看现场操作安全等。此外，虚拟现实技术在工程机械的应用也越来越多。
发明内容
本发明就是针对吊装环境复杂施工容易导致安全事故的问题，提供一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统；本发明提高了塔机安全作业的概率，颠覆了传统的靠指挥员对现场进行监控然后告知操作员的方法，使得塔机作业过程更加高效和安全。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。
本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，包括塔机虚拟仿真软件系统、头部跟踪交互系统以及环境信息采集系统；其结构要点是：所述塔机虚拟仿真软件系统包括环境渲染模块和塔机视景仿真模块，所述环境渲染模块连接显示器；所述头部跟踪交互系统包括操作员、头部姿态变化、头部姿态检测，所述头部姿态检测的检测结果传送给环境渲染模块；所述环境信息采集系统包括多传感器系统、环境信息采集服务器，所述环境信息采集服务器与塔机视景仿真模块相连，所述环境信息采集系统负责将真实的动态变化场景转化为虚拟的动态变化场景。
作为本发明的一种优选方案，所述环境信息采集系统由三类信息采集模块以及虚拟仿真计算机组成；所述三类信息采集模块包括区域划分信息采集模块、三维场景模型采集模块和多传感器信息采集模块。
作为本发明的另一种优选方案，所述三类信息采集模块通过Internet网络或WIFI无线网络连接虚拟仿真计算机。
本发明的有益效果是。
本发明提供的一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，相比普通系统具有更好的视角，垂直和水平方向的视角是以前的两倍，对危险的预判更加快速；提高了塔机安全作业的概率，颠覆了传统的靠指挥员对现场进行监控然后告知操作员的方法，使得塔机作业过程更加高效和安全；解决了传统间接监控容易导致信息更新不及时的问题。
附图说明
图 1是本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统的整体结构框图。
图2 是本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统的环境信息采集系统的原理框图。
具体实施方式
参见附图1所示，本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统的图，包括塔机虚拟仿真软件系统、头部跟踪交互系统以及环境信息采集系统；其结构要点是：所述塔机虚拟仿真软件系统包括环境渲染模块和塔机视景仿真模块，所述环境渲染模块连接显示器；所述头部跟踪交互系统包括操作员、头部姿态变化、头部姿态检测，所述头部姿态检测的检测结果传送给环境渲染模块；所述环境信息采集系统包括多传感器系统、环境信息采集服务器，所述环境信息采集服务器与塔机视景仿真模块相连，所述环境信息采集系统负责将真实的动态变化场景转化为虚拟的动态变化场景。
如图2所示，为本发明一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统的环境信息采集系统的原理框图；所述环境信息采集系统由三类信息采集模块以及虚拟仿真计算机组成；所述三类信息采集模块包括区域划分信息采集模块、三维场景模型采集模块和多传感器信息采集模块；所述环境信息采集系统负责将真实的动态变化场景转化为虚拟的动态变化场景，完成监控系统现场环境的还原。
所述三类信息采集模块通过Internet网络或WIFI无线网络连接虚拟仿真计算机；进行信息的传送。其中：多传感器信息采集模块的信息通过传感器系统实时进行更新，更新速度较快；区域划分和三维场景模型由人工进行制作，更新速度较慢。
结合本发明的附图和技术方案阐述工作原理：首先环境信息采集服务器集中采集施工场地的施工信息，如工地的现有施工机械、工地的人流变化、风向风力信息和现有三维场景变化等; 然后在塔机操作室内，塔机视景仿真软件从服务器下载三维场景文件和多传感器系统所采集的信息，同时，视景软件会实时读取头部姿态变化信息; 最终，视景仿真软件将所有信息整合有环境渲染模块渲染，并由显示器显示，此时操作员可以近距离观看到所想到观看的吊装情景。
本发明所述三维场景模型的建立由人工根据施工图纸绘制初级版本，并根据施工进度缓慢更新，三维场景模型打包成ive格式(模型存储方式)，塔机驾驶舱的虚拟仿真系统通过ftp的方式从服务器下载三维场景模型，服务器有场景更新时便会启动下载和替换程序; 传感器信息主要包括场地工程机械、施工人员、塔机吊钩位置信息和施工场地风向风力信息；区域划分信息主要是指将施工场地划分为安全区域、危险区域、吊装开始区域和吊装目的区域四个部分。
最终，仿真系统将环境信息融合至塔机仿真软件中，机手可以在驾驶室中观看虚拟仿真视景，该视景即反映了实际场景的信息，机手只需观看虚拟场景即可完成安全操作。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，包括塔机虚拟仿真软件系统、头部跟踪交互系统以及环境信息采集系统；其特征在于：所述塔机虚拟仿真软件系统包括环境渲染模块和塔机视景仿真模块，所述环境渲染模块连接显示器；所述头部跟踪交互系统包括操作员、头部姿态变化、头部姿态检测，所述头部姿态检测的检测结果传送给环境渲染模块；所述环境信息采集系统包括多传感器系统、环境信息采集服务器，所述环境信息采集服务器与塔机视景仿真模块相连，所述环境信息采集系统负责将真实的动态变化场景转化为虚拟的动态变化场景。
2.根据权利要求 1 所述的一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，其特征在于：所述环境信息采集系统由三类信息采集模块以及虚拟仿真计算机组成；所述三类信息采集模块包括域划分信息采集模块、三维场景模型采集模块和多传感器信息采集模块。
3.根据权利要求2 所述的一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统，其特征在于：所述三类信息采集模块通过Internet网络或WIFI无线网络连接虚拟仿真计算机。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510775605.2A CN106698217A (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510775605.2A CN106698217A (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN106698217A true CN106698217A (zh) | 2017-05-24 |
Family
ID=58931170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510775605.2A Pending CN106698217A (zh) | 2015-11-15 | 2015-11-15 | 一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN106698217A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107703812A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-16 | 南京工业大学 | 一种挖掘机远程控制系统和方法 |
| CN112479037A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 徐州重型机械有限公司 | 一种穿戴式监控系统、起重机及工程机械 |
-
2015
- 2015-11-15 CN CN201510775605.2A patent/CN106698217A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107703812A (zh) * | 2017-10-26 | 2018-02-16 | 南京工业大学 | 一种挖掘机远程控制系统和方法 |
| CN112479037A (zh) * | 2020-12-01 | 2021-03-12 | 徐州重型机械有限公司 | 一种穿戴式监控系统、起重机及工程机械 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiang et al. | Cyber physical system for safety management in smart construction site | |
| US10692390B2 (en) | Tabletop system for intuitive guidance in augmented reality remote video communication environment | |
| CN105955230B (zh) | 基于Unity 3D的智能制造车间的实时监控方法 | |
| CN112794208B (zh) | 吊装方法、吊装控制系统和工程机械 | |
| Li et al. | Integrating field data and 3D simulation for tower crane activity monitoring and alarming | |
| CN103395694A (zh) | 塔式起重机一体化监控系统 | |
| CN201864485U (zh) | 起重机三维组态仿真控制系统 | |
| CN103716324B (zh) | 一种基于多智能体虚拟矿井风险行为实现系统及方法 | |
| CN103794103A (zh) | 一种便携式两通道港口起重机模拟器构建方法 | |
| CN103481285A (zh) | 基于现实虚拟技术的高压带电作业机器人控制系统及方法 | |
| CN204131634U (zh) | 具影像辨识及自动巡逻路径设定的机器人监视系统 | |
| CN204898525U (zh) | 一种铁路架桥机安全监控系统 | |
| CN109405804B (zh) | 作业辅助方法及系统 | |
| CN104843585A (zh) | 一种智能塔吊控制系统 | |
| CN111891922B (zh) | 一种起重机作业实时导航系统及方法 | |
| CN203606651U (zh) | 一种工程机械智能化遥控装置 | |
| CN109318204A (zh) | 一种带电作业双臂机器人智能控制系统 | |
| CN112777497A (zh) | 一种塔机智能控制系统 | |
| CN205662264U (zh) | 一种基于机器视觉的远程监控塔吊 | |
| CN103359642A (zh) | 一种塔机作业监控系统、方法和塔机 | |
| CN106698217A (zh) | 一种具有头部跟踪功能的塔机操作虚拟仿真监控系统 | |
| CN115640707A (zh) | 一种掘进监控系统、方法、电子设备及存储介质 | |
| CN109240237A (zh) | 选矿企业三维动态监控系统 | |
| WO2012159504A1 (zh) | 起重机的三维力矩限制器和包括该力矩限制器的起重机 | |
| CN204516244U (zh) | 分布式多机交互模拟器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20170524 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |