CN108398961A - 一种悬挂式作业平台控制方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明给出一种悬挂式作业平台控制方法、装置及系统。所述方法包括:获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息;获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态。本发明实施例给出的方法及装置,移动范围大、移动位置准确、避免了人工悬挂作业的危险。
Description
技术领域
本发明涉及自动控制领域,尤其涉及一种悬挂式作业平台控制方法、装置及系统。
背景技术
建筑物的外立面包括幕墙/墙壁外立面、门窗外立面、封闭式阳台外立面。目前,对建筑物外立面的清洗、粉刷由人工实施,通常是使用固定在建筑物顶端的绳索将作业人员悬挂在半空进行清洗、粉刷操作。
目前也出现了用于清洗玻璃或墙壁的机器人技术,基本思路是采用吸盘将机器吸附在玻璃或墙面上,机器携带的清洗部件对玻璃或墙壁进行擦拭。在专利申请领域出现的清洁机器人技术如下:
申请号为CN201310263818,发明名称为“一种可跨障双面擦玻璃机器人”的专利申请公开了一种可跨障双面擦玻璃机器人,包括结构相同且镜面对称的两个擦玻璃机器人子装置,所述擦玻璃机器人子装置包括悬架和铰接在所述悬架上的多个可伸缩的机械臂,所述机械臂与玻璃接触的一侧上安装有清洁板,所述清洁板上安装有由控制器控制的电磁铁,两个所述擦玻璃机器人子装置分别设置在玻璃的两侧并且通过所述清洁板上电磁铁的吸力固定在所述玻璃上。
申请号为CN201310062252,发明名称为“擦玻璃机器人”的专利申请公开了一种一种擦玻璃机器人。该擦玻璃机器人包括主机体和吸盘,吸盘设置在主机体的底部,主机体通过吸盘吸附在玻璃上,设置在主机体上的风扇抽气机与吸盘的抽气口密封连接,用于产生吸盘吸附所需的真空度。本发明擦玻璃机器人中的风扇抽气机能够产生大流量,可以有效降低对吸盘的真空度要求,大大降低吸盘吸力,降低摩擦力,使擦玻璃装置行动更加顺畅;并且当碰到障碍物时,由于风扇抽气机的流量较大,使得抽气的速度远远大于漏气的速度,擦玻璃机器人不容易跌落。
申请号为CN201110020012,发明名称为“擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法”的专利申请,公开了一种擦玻璃机器人及其工作件升降系统控制方法,所述的擦玻璃机器人吸附并在玻璃表面上运动,该擦玻璃机器人上设有工作件(1)、驱动单元(2)、能量单元(3)和控制单元(5),能量单元(3)在控制单元(5)的控制下,为驱动单元(2)提供动力;所述的擦玻璃机器人内设有感应单元,该感应单元将感测信号输入给控制单元(5);所述的工作件(1)分别位于该擦玻璃机器人底部的两侧,每个工作件(1)分别与相应的工作件升降装置相连接,控制单元(5)控制所述的工作件升降装置实现相应工作件(1)的升降。
现有机器人技术存在的缺点是:不能在大作业区域内可靠、准确移动位置、难以适应建筑物外立面形态的多样性并且作业设备携带能力差;
现有人工作业技术存在的缺点是:效率低、费用高和生命危险大。
发明内容
本发明给出一种悬挂式作业平台控制方法、装置及系统,用于克服现有机器悬空作业技术存在的不能在大作业区域内准确、灵活移动位置、难以适应建筑物外立面形态的多样性、作业设备携带能力差和现有人工悬空作业技术存在的效率低、费用高和生命危险大这些缺点中的至少一种。
本发明给出一种悬挂式作业平台控制方法,包括:
获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息;
获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或
获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述获取悬挂式作业平台的当前位置信息,包括:
向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;或,
向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述获取悬挂式作业平台的当前姿态信息,包括:
向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台使用姿态传感器对其姿态进行测量;或
向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态。
本发明该给出的一种悬挂式作业平台工作方法
接收定位测量控制信息和定位测量数据输出控制信息中的至少一种,所述定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;或
接收姿态测量控制信息和姿态输出控制信息中的至少一种;
根据所述定位控制信息,向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;和/或
根据定位测量数据输出控制信息,将从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
或
根据所述姿态测量控制信息,使用姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;和/或
根据所述姿态输出控制信息,将悬挂式作业平台的姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
通过位移动力接受端口接受实施悬挂式作业平台的位置调整或姿态调整的动力,该动力接受端口包括悬挂索连接端口和稳定索连接端口中的至少一种
本发明给出的一种悬挂式作业平台控制装置,包括:
平台当前位置/姿态信息获取模块,平台目标位置/姿态信息获取模块,平台位置/姿态控制模块;其中,
平台当前位置/姿态信息获取模块,用于获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息,包括当前位置信息获取子模块和/或当前姿态信息获取子模块;
平台目标位置/姿态信息获取模块,用于获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,和/或用于获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,包括目标位置信息获取子模块和/或目标姿态信息获取子模块;
平台位置/姿态控制模块,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述平台当前位置/姿态信息获取模块配置为获取悬挂式作业平台的当前位置信息时,用于执行如下操作:
向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;或,
向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述平台当前位置/姿态信息获取模块配置为获取悬挂式作业平台的当前姿态信息时,用于执行如下操作:
向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台使用姿态传感器对其姿态进行测量;或
向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态。
本发明给出的一种悬挂式作业平台装置,包括:
定位/姿态控制信息接收模块,位置/姿态信息发送模块和位移动力接受端口模块;其中,
定位/姿态控制信息接收模块,配置为接收定位测量控制信息和定位测量数据输出控制信息中的至少一种,所述定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;或,接收姿态测量控制信息和姿态输出控制信息中的至少一种;包括定位测量控制信息接收子模块和定位测量数据输出控制信息接收子模块中的至少一种,或包括姿态测量控制信息接收子模块和姿态输出控制信息接收子模块中的至少一种;
位置/姿态信息发送模块,配置为执行如下操作:
根据所述定位控制信息,向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;和/或
根据定位测量数据输出控制信息,将从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
或
根据所述姿态测量控制信息,使用姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;和/或
根据所述姿态输出控制信息,将悬挂式作业平台的姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
包括定位测量信号发送子模块、距离测量信号发送子模块、定位测量信号接收子模块、导航卫星信号接收子模块、光学图象数据采集子模块、姿态传感器子模块和数据发送子模块中的至少一种;
位移动力接受端口模块,用于接受实施悬挂式作业平台的位置调整或姿态调整的动力,包括悬挂索连接端口子模块和稳定索连接端口子模块中的至少一种。
本发明给出的一种悬挂式作业平台系统,包括:
悬挂式作业平台控制装置、悬挂式作业平台装置、缆索收放装置及定位装置;其中,
悬挂式作业平台控制装置,用于执行对悬挂式作业平台定位、悬挂式作业平台定位移动控制、悬挂式作业平台姿态控制及悬挂式作业平台作业项目控制中的至少一种,包括平台当前位置/姿态信息获取模块,平台目标位置/姿态信息获取模块,平台位置/姿态控制模块;
悬挂式作业平台装置,用于执行悬挂式作业平台定位和/或悬挂式作业项目,包括定位/姿态控制信息接收模块,位置/姿态信息发送模块和位移动力接受端口模块;
缆索收放装置,用于释放和回收悬挂索或用于释放和回收稳定索,包括悬挂索收放伺服模块模块或稳定索收放伺服模块。
定位装置,用于对悬挂式作业平台进行TOA(到达时间)定位、TDOA(到达时间差定位)、索长定位和作业面距离测量中的任一种,包括TOA定位测量信号接收和发送模块、TDOA定位测量信号接收和发送模块、索长定位测量信号接收和发送模块和作业面测距信号接收和发送模块中的至少一种,所述定位测量信号包括光波定位信号、声波定位信号和无线电波定位信号中的至少一种。
本实施例所述的系统,还包括保障索收放装置,该装置用于释放和回收保障索,包括保障索收放伺服模块。
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台装置包括:
包括作业项目控制信息接收模块、保障索端口模块、保障索长度余量感知模块和稳定索收放模块中的至少一种;
再进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台装置包括:
建筑物表面清洗模块、建筑物表面喷涂模块、建筑物表面维护模块、太阳能电池板维护模块、建筑物消防模块、高处物体拆卸模块、高处物体安装模块、悬空摄影模块、悬空物体输送模块、悬空巡视模块、悬空救援模块中的至少一种模块。
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台控制装置,还包括保障索长度控制模块和作业项目控制信息发送模块中的至少一种。
本发明给出的悬挂式作业平台控制方法、工作方法、装置及系统,可以克服现有机器悬空作业技术存在的不能在大作业区域内准确、灵活移动位置、难以适应建筑物外立面形态的多样性、作业设备携带能力差和现有人工悬空作业技术存在的效率低、费用高和生命危险大这些缺点中的至少一种。可用于多种悬空作业项目,可靠性高,效率高,具有实用性。
附图说明
图1为本发明实施例给出的一种悬挂式作业平台控制方法流程图;
图2为本发明实施例给出的一种悬挂式作业平台工作方法流程图;
图3为本发明实施例给出的一种悬挂式作业平台控制装置组成示意图;
图4为本发明实施例给出的一种悬挂式作业平台装置组成示意图;
图5为本发明实施例给出的一种悬挂式作业平台系统组成示意图。
实施例
本发明实施例给出的悬挂式作业平台控制方法、工作方法、装置及系统举例,用于克服现有机器人技术存在的可靠性差/作业设备携带能力差以及现有人工作业技术存在的效率低、费用高和生命危险大这些缺点中的至少一种。
下面结合附图,对本发明提供的悬挂式作业平台控制方法举例、悬挂式作业平台工作方法举例、悬挂式作业平台控制装置举例、悬挂式作业平台装置举例及悬挂式作业平台系统举例加以说明。
实施例一,一种悬挂式作业平台控制方法举例
参见图1所示,本发明提供的一种悬挂式作业平台控制方法实施例,包括:
步骤S110,获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息;
步骤S110,获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或
获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述获取悬挂式作业平台的当前位置信息,包括:
向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;或,
向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述获取悬挂式作业平台的当前姿态信息,包括:
向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台使用姿态传感器对其姿态进行测量;或
向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态。
具体地,本实施例中所述控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,其中:
所述所述控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端发送定位测量信号包括控制控制悬挂式作业平台向TOA定位信号接收端、TDOA定位信号接收端和索长定位信号接收端中的至少一种发送声波定位测量信号、光波定位测量信号和无线电波定位测量信号中的至少一种;更具体地,所述声波定位测量信号、光波定位测量信号和无线电波定位测量信号包含用于相位测量或相位差测量的正弦波调制信号和余弦波调制信号中的任一种;
所述控制悬挂式作业平台向悬挂式作业平台的作业面发送定位测量信号,包括控制悬挂式作业平台向作业面内的物体发送声波测距信号或发送激光测距信号。
具体地,本实施例中所述控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,包括:
控制控制悬挂式作业平台从TOA定位测量信号发送端、TDOA定位测量信号发送端和索长定位测量信号发送端中的至少一种接收声波定位测量信号、光波定位测量信号和无线电波定位测量信号中的至少一种;更具体地,所述声波定位测量信号、光波定位测量信号和无线电波定位测量信号包含用于相位测量或相位差测量的正弦波调制信号和余弦波调制信号中的任一种;
其中,
所述TOA定位测量信号接收端和TOA定位测量信号发送端用于基于到达时间求解圆的交点的定位;
所述TDOA定位测量信号接收端和TDOA定位测量信号发送端用于基于到达时间差求解双曲线的交点的定位;
所述索长定位包括:索长测量信号发送端向索长测量信号接收端或索长测量信号反射端发送索长测量信号;所述索长测量信号发送端位于悬挂式作业平台侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于位置已知的缆索收放端侧;或,所述索长测量信号发送端位于位置已知的缆索收放端侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于悬挂式作业平台侧;索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,通过测量索长测量信号的传播时延确定悬挂索和/或稳定索的释放长度,使用位置已知的缆索收放端位置坐标和获取的悬挂索和/或稳定索的释放长度求解悬挂式作业平台的位置;具体地,索长定位测量信号发送端发送定位测量信号,该定位测量信号包括声波、光波和无线电波测距信号中的至少一种;索长定位测量信号接收端接收定位测量信号,该定位测量信号包括声波、光波和无线电波测距信号中的至少一种;进一步地,当定位测量信号为声波信号时,使用无线电波在所述索长定位测量信号接收端和索长定位测量信号发送端之间实现时间同步,所述时间同步即使用无线电波的发射或接收时间作为声波定位测量信号或声波测距信号的发射时间的参照时间。
本实施例中,作为一种实现方式,所述索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,位于悬挂索一端的索长测量信号发送端的发射口面在悬挂索的拉动下指向位于该悬挂索另一端的索长测量信号接收端或索长测量信号反射端;具体地,位于悬挂索一端的索长测量信号发送端的激光束发射口面在悬挂索的拉动下指向位于该悬挂索另一端的索长测量信号反射端的激光反射体。
具体地,本实施例所述的悬挂索用于向悬挂式作业平台传递悬挂力和拖动力,该悬挂索为绳索或链索;所述的稳定索用于向悬挂式作业平台传递抑制摆动的稳定力和拖动力,该稳定索为绳索或链索。
本实施例所述的方法,其中,
所述获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,其中,
所述获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,包括:
使用摄影测量、作业位置序列、遥控操作指令和目标位置追踪单元输出中的至少一项确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值;
所述使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,包括:
使用所述当前位置信息和目标位置信息确定悬挂式作业平台从当前位置至目标位置的移动路径;
在所述移动路径上设置移动控制点;
使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台经所述移动控制点移动至目标位置;
其中,
所述使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,包括:
确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,或确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度和稳定索释放长度;
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度;或,
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,并且,调整稳定索释放长度使其等于该特定移动控制点对应的稳定索释放长度。
本实施例所述的使用摄影测量、作业位置序列、遥控操作指令和目标位置追踪单元输出中的至少一项确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值,其中:
所述使用作业位置序列确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
使用摄影测量法和/或人工预设法获取作业位置序列;
将作业位置序列中与悬挂式作业平台当前作业位置或当前已完成的作业位置依次相对应的一个待作业位置作为目标位置,将该待作业位置的坐标值作为目标位置坐标值;
所述使用遥控操作指令确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
在遥控操作指令包含的位移方向上按照遥控操作指令包含的移动步长或默认的移动步长设置待历经点,将该待历经点作为目标位置,将该待历经点的坐标值作为目标位置的坐标值;或,
将遥控操作指令包含的目标位置的坐标值作为目标位置的坐标值;
所述使用目标位置追踪单元输出确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
使用悬挂式作业平台搭载的定位单元对目标物体/目标点进行定位,确定目标物体/目标点相对于悬挂式作业平台当前位置的测量位置,使用悬挂式作业平台的当前位置坐标值及所述测量位置的坐标值,确定目标物体/目标点的坐标值,将该目标物体/目标点的坐标值作为目标位置的坐标值;或,
使用目标位置指示单元的指示点对目标物体/目标点进行定位,确定目标位置指示单元用于指示目标物体/目标点的光束落点的测量位置,使用光束落点的测量位置确定目标物体/目标点的坐标值,将该目标物体/目标点的坐标值作为目标位置的坐标值;
其中,
所述使用摄影测量法获取作业位置序列包括:
使用作业区域的光学摄影图象计算第一类尺度信息和/或第二类尺度信息;
使用所述第一类尺度信息和/或第二类尺度信息确定作业位置序列。
所述使用人工预设法获取作业位置序列包括:
人工预设悬挂式作业平台的作业位置和顺序;
将人工预设的悬挂式作业平台的作业位置和顺序存入作业位置数据库。
本实施例所述的在所述移动路径上设置移动控制点包括:
在悬挂式作业平台的当前位置和目标位置之间设置至少一个移动控制点;和/或
在悬挂式作业平台位于移动控制点时对悬挂式作业平台进行位置或姿态测量。
本实施例所述的调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度包括:
在同一个时间区间内对需要增加释放长度的悬挂索的释放与对需要缩短释放长度的悬挂索的回收同步进行,并在时间区间的终点同步完成;或
在第一时间区间内实施对需要增加释放长度的悬挂索的释放,在第二时间区间内对需要缩短释放长度的悬挂索的回收,第二时间区间的起始点在第一时间区间的起始点之后,第二时间区间与第一时间区间存在部分重叠或不存在重叠。
作为一种实施方式,使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台经所述移动控制点移动至目标位置包括:
将目标坐标值与悬挂式作业平台的当前坐标值间的差值与预定的坐标值误差门限进行比较,如果小于预定的坐标值误差门限,则停止对悬挂式作业平台位置的调整,如果大于预定的坐标值误差门限,则调整悬挂式作业平台的位置使其坐标值与目标坐标值的误差小于预定的坐标值误差门限;
所述目标坐标值,为作业区域内一个或多个位置标识点的位置坐标值;
所述当前坐标值,为悬挂式作业平台上的定位参照点的坐标值;
典型地,所述预定的坐标值误差门限在1至500毫米范围内取值。
本实施例所述的方法,其中,
所述获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态,其中,
所述获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,包括:
获取悬挂式作业平台的横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向,所述横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向构成目标姿态;
所述使用当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态,包括:
使用所述当前姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴指向与目标姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴间的角度差值确定悬挂式作业平台在其重心偏移量或位置参照点偏移量小于预订偏移门限的的前提下其横轴、竖轴和纵轴指向的调整量;
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量;
按照所述悬挂索的释放长度调整量对悬挂索释放长度进行调整和/或使用稳定索的释放长度调整量对稳定索释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述使用横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量,包括:
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台在目标状态下其悬挂索连接端口和/或稳定索连接端口的位置坐标;
使用目标状态下的悬挂索连接端口的位置坐标计算目标状态下的悬挂索释放长度,和/或使用目标状态下的稳定索连接端口的位置坐标计算目标状态下的稳定索释放长度;
计算目标状态下的悬挂索释放长度与当前状态下的悬挂索释放长度之间的差值,该差值即为悬挂索释放长度调整量,和/或计算目标状态下的稳定索释放长度与当前状态下的稳定索释放长度之间的差值,该差值即为稳定索释放长度调整量。
本实施例所述的方法,其中,
所述使用摄影测量法获取目标位置信息的方法,包括:
获取作业区域的光学图象;
使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息和/或第二类尺度信息;
其中,
所述获取作业区域的光学图象,包括:
使用光学图象传感器获取包含作业区域的图像,该包含作业区域的图像中还包含尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列、图形、物体中的至少一种,所述尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列和尺度已知的图形、物体中的至少一种用作计算所述尺度信息的光学测量标识;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,计算出作业区域的第一类尺度信息,第一类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定点相对于悬挂式作业平台定位阵列上的特定点的距离值;
作业区域中特定点相对于特定坐标系的坐标值;以及
作业区域中两个不同位置间的距离值;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第二类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,结合在该图像上由人工设定的区域识别线的位置信息、区域识别点的位置信息和作业执行顺序信息中的至少一项,计算出作业区域的第二类尺度信息,该第二类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定子区域的边长值;
作业区域中特定子区域的顶点位置坐标值;
作业区域中相邻子区域的边线间/定点间的距离值。
本实施例所述的方法,还包括保障索长度控制方法,具体包括:
从保障索长度余量传感器获取保障索长度余量,当保障索释放出的长度余量小于或等于预订的障索长度余量门限值时,则通过保障索收放端释放保障索;当保障索释放出的长度余量大于预订的障索长度余量门限值时,则不释放保障索;
或
确定保障索收放端至悬挂式作业平台的目标位置的距离,确定保障索的当前释放长度,将保障索的当前释放长度与保障索收放端至悬挂式作业平台的目标位置的距离相比较,当保障索的当前释放长度小于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离时,释放保障索使其释放长度大于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离;当保障索的当前释放长度大于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离时,则不释放保障索;
所述保障索包括安全保护索、通信线缆、供电线缆和工作物质输送软管中的至少一种;
所述保障索长度余量为保障索实际释放长度比保障索收放端至悬挂式作业平台距离的多余量。
作为一种实现方式,所述保障索长度余量传感器位于悬挂式作业平台侧,具体执行如下操作:
当位置感知单元探测到述位移单元出现在第一预定位置时,向保障索长度释放控制单元发送位移单元在第一预定位置出现的指示信息,或发送增加保障索释放长度指示信息;
所述保障索长度余量感知模块包括位置感知子模块和由保障索拉动的位移子模块,该位置感知子模块用于感知所述位移子模块的位置;
具体地,所述位置感知单元和位移单元分别为如下至少一种:
位置感知单元为霍尔传感单元,位移单元为含磁单元;
位置感知单元为触动开关单元,位移单元为用于触动所述开关的部件单元;
位置感知单元为光学感知单元,位移单元为发光单元,或用于对进入光学感知单元的光进行遮挡和反射中的任一种的部件单元;
位置感知单元为声学感知单元,位移单元为发声单元,或用于对进入声学感知单元的声波进行遮挡和反射中的任一种的部件单元;
位置感知单元为光学成像单元,位移单元为具有特定形态或颜色的光学目标单元。
作为一种实现方式,所述保障索长度余量传感器位于悬挂索收放端,具体执行如下操作:
测量悬挂索的释放长度和回收长度,计算释放长度与回收长度的差值,使用该差值计算出保障索的释放长度剩余量。
本实施例所述的方法,还包括向悬挂式作业平台发送作业项目控制信息,具体包括:
通过有线或无线信道向悬挂式作业平台发送作业项目控制信息;
所述作业项目控制信息包括建筑物表面清洗控制信息、建筑物表面喷涂控制信息、建筑物表面维护控制信息、太阳能电池板维护控制信息、建筑物消防控制信息、高处物体拆卸控制信息、高处物体安装控制信息、悬空摄影控制信息、悬空物体输送控制信息、悬空巡视控制信息、悬空救援控制信息中的至少一种控制信息。
本实施例中,所述TOA(Time Of Arrival:到达时间)定位包括:
获取声学波定位信号TOA定位或无线电波TOA定位的往返时间RTD(Return TimeDelay)或获取传播时延PD(Propagation Delay);
具体地,使用测相法获取定位信号的往返时间RTD(Return Time Delay)或获取传播时延PD(Propagation Delay)。
本实施例中,所述TDOA(Time Difference Of Arrival:到达时间差)定位包括:
在第一时间区间内,安装在悬挂式作业平台上的第一定位参照点处的电声转换器/电磁波信号源发出第一声波/电磁波信号;
放置在作业区域侧的第一、第二和第三TDOA定位端,参见图2所示,分别获取第一声波/电磁波信号的第一到达时间TOA1、第二到达时间TOA2和第三到达时间TOA3(TOA: Time OfArrival);本实施例中,TOA1、TOA2和TOA3分别对应于所述第一声波/电磁波信号达到第一、第二和第三声波接收单元包含的声电转换器所在位置的时间;
使用第一到达时间、第二到达时间和第三到达时间获取两个到达时间差TDOA1和TDOA2(TDOA: Time Difference Of Arrival);本实施例中,TDOA1= TOA2- TOA1,TDOA2= TOA3-TOA1;
使用TDOA1、TDOA2和第一、第二和第三声波/电磁波接收单元包含的声电转换器/无线电接收天线所在位置的坐标进行双曲线位置估计,得出第一定位参照点处的电声转换器/无线电接收天线所在位置的坐标;
具体地,通过测量定位测量信号间的相位差获取到达时间差TDOA。
本实施例中,所述索长定位包括:
在释放出的悬挂索和/或稳定索的的两端分别配置距离测量单元,使用声波、光波和无线电波中的至少一种通过测距获取悬挂索和/或稳定索的释放长度;具体地,通过测量声波、光波和无线电波中任一种所承载的正弦波在距离测量单元处的到达相位或通过确定测量声波、光波和无线电波中任一种所承载的调制波形在距离测量单元的到达时间获取悬挂索和/或稳定索的释放长度;
使用所述悬挂索和/或稳定索的释放长度确定悬挂式作业平台的位置;
或
使用带计数器的滑轮测量悬挂索和/或稳定索的释放长度;
使用所述悬挂索和/或稳定索的释放长度确定悬挂式作业平台的位置;
其中,
所述使用带计数器的滑轮测量悬挂索和/或稳定索的释放长度包括:
在悬挂索和/或稳定索与带计数器的滑轮之间施加压力,该压力在悬挂索和/或稳定索与带计数器的滑轮之间产生磨擦力;
使用悬挂索和/或稳定索拖动带计数器的滑轮转动,所述计数器部件用于测量滑轮部件的转动角度或转动圈数,使用所述转动角度或转动圈数并结合滑轮的摩擦接触面的外径/周长参数,获取悬挂索的位移长度;
本实施例给出的方法举例,其中,
所述坐标值,包括平面直角坐标系、极坐标系、柱面坐标系和球面坐标系中任一种坐标系下的坐标值;实际系统中根据作业区域内作业面的具体形状确定适当的坐标系。
作为一种实现方式,本实施例给出使用由悬挂式作业平台所承载的任务执行模块在作业区域内实施表面清洁、部件安装或拆除、表面检测、表面涂料/颜料喷涂和表面清理中的至少一种操作的方法,包括:
确定任务执行模块在作业区域内的起始工作位置坐标;
获取任务执行模块的当前位置坐标;
将任务执行模块从当前位置移动到起始工作位置;
控制任务执行模块按照相应的工作方式工作;
其中,
所述确定任务执行模块在作业区域内的起始工作位置坐标,包括:从作业控制数据库获取起始工作位置坐标,或者,以预先约定的相对于悬挂式作业平台的特定位置的坐标作为起始工作位置坐标;
所述获取任务执行模块的当前位置坐标,包括:
使用计数法和声学定位法中的任一种方法确定任务执行模块的当前位置坐标;所述计数法包括使用编码器计量任务执行模块的移动距离量;所述声学定位法包括到达时间差TDOA法、往返时间RTD(Return Time Delay)法和传播时延PD(Propagation Delay)法中的至少一种;所述到达时间差TDOA法包括:随任务执行模块移动的声源发送声波信号,使用安装在承载支架上的任务执行模块定位用声学阵列模接收所述声波信号并获取该声波信号的两个或多个时间差值,使用两个或多个所述时间差值估计出声源相对于任务执行模块定位用声学阵列模的位置;所述往返时间RTD法包括:随任务执行模块移动的声源发送声波信号并接收承载支架上的反射体对该信号的回波,测量声波的往返时间并使用该往返时间和声波的传播速度计算声源与所述反射体的距离,使用该距离确定任务执行模块的当前位置/位置坐标;所述传播时延PD法包括:随任务执行模块移动的声源发送声波信号至承载支架上的声波信号接收单元,测量声波从所述声源至所述接收单元的传播时间,使用该传播时间和声波的传播速度计算声源与所述接收单元的距离;
所述将任务执行模块从当前位置移动到起始工作位置,包括:
将起始工作位置坐标值与任务执行模块的当前坐标值间的差值与预定的工作位置坐标误差门限进行比较,如果小于预定的工作位置坐标误差门限,则停止对任务执行模块的坐标调整,如果大于预定的工作位置坐标误差门限,则调整任务执行模块的位置使其位置的坐标值与起始工作位置坐标值的误差小于预定的工作位置坐标误差门限;
所述控制任务执行模块按照相应的工作方式工作,包括如下至少一种步骤:
控制表面清洁任务执行模块对墙体/窗户/阳台的外表面执行清洁操作;
控制部件安装或拆除任务执行模块在墙体/窗户/阳台上的特定位置上安装或拆除部件;
控制表面检测任务执行模块获取墙体/窗户/阳台上的特定位置的图像,该图像用于对表面洁净度,表面老化程度,表面损伤程度进行检测;
控制表面涂料/颜料喷涂任务执行模块对墙体/窗户/阳台上的特定位置喷涂颜料/涂料;
控制表面清理任务执行模块对墙体/窗户/阳台上的特定位置上的陈旧涂层,杂物进行清除。
本实施例给出的方法,还包括作业数据采集方法,该方法包括如下步骤:
作业数据采集步骤,包括采集如下作业数据中的至少一种:
悬挂式作业平台当前实施作业的地理坐标数据,地理坐标数据使用卫星定位系统获取;
悬挂式作业平台的作业子区域的图像数据,该数据用于检测作业质量或作业效果;
悬挂式作业平台的涂料/颜料/清洗液的用量数据;
悬挂式作业平台的持续工作时间数据;以及
悬挂式作业平台的异常工作状态数据;
作业数据存储或传输步骤,包括:
在本地存储所述作业数据或通过有线/无线通信接口将作业数据发往网络侧的服务器、计算机终端和手机中的至少一种。
本实施例所述的悬挂式作业平台控制方法,可控制悬挂式作业平台在竖向作业区域、横向作业区域和斜向作业区域中的任一种作业区域内进行二维或三维移动;
其中,
控制悬挂式作业平台在竖向作业区域内移动,一种应用方式为实施建筑物外立面清洁作业、涂料喷涂作业和消防作业中的任一种;
控制悬挂式作业平台在横向作业区域内移动,一种应用方式为实施太阳能电池板的清洁、悬空摄影和目标跟踪中的任一种作业;
控制悬挂式作业平台在斜向作业区域内移动,一种应用方式为实施高架路下表面清洁或涂料喷涂作业。
作为一种实现方式,使用双悬挂索控制悬挂式作业平台在竖向作业区域内移动包括:
确定用于竖向作业区域的悬挂式作业平台的第一目标位置及悬挂式作业平台处于该第一目标位置时相对第一悬挂索收放端T1的距离D1和相对第二悬挂索收放端T2的距离D2;
使用距离D1和距离D2确定悬挂式作业平台处于第一目标位置时对应的第一悬挂索释放长度L1和第二悬挂索释放长度L2;
使用索长定位、TOA定位和TDOA定位中的任一种确定悬挂式作业平台的当前位置,并使用该当前位置的坐标计算当前位置下的第一悬挂索释放长度l1和第二悬挂索释放长度l2;
计算第一目标位置时对应的第一悬挂索释放长度L1和第二悬挂索释放长度L2与悬挂式作业平台的当前位置下的第一悬挂索释放长度l1和第二悬挂索释放长度l2之差:ΔL1=L1- l1,ΔL2= L2- l2;
使用ΔL1调整第一悬挂索的释放长度,使用ΔL2调整第二悬挂索的释放长度。
作为一种实现方式,使用四悬挂索控制悬挂式作业平台在竖向作业区域内移动包括:
确定用于竖向作业区域的悬挂式作业平台的第一目标位置及悬挂式作业平台处于该第一目标位置时相对于第一悬挂索收放端T1的距离D1、相对于第三悬挂索收放端T3的距离D3、相对于第二悬挂索收放端T2的距离D2、相对于第四悬挂索收放端T4的距离D4;
使用距离D1、D3、D2和距离D4确定悬挂式作业平台处于第一目标位置时对应的第一悬挂索释放长度L1、第三悬挂索释放长度L3、第二悬挂索释放长度L2和第四悬挂索释放长度L4;所述第一、三、二、四悬挂索分别对应第一、三、二、四悬挂索收放端T1、T3、T2、T4;典型地,第一和第三悬挂索收放端T1、T3为共址布设或为同一个悬挂索的不同收放端口,第二和第四悬挂索收放端T2、T4为共址布设或为同一个悬挂索的不同收放端口;
使用索长定位、TOA定位和TDOA定位中的任一种确定悬挂式作业平台的当前位置,并使用该当前位置的坐标计算当前位置下的第一、第三、第二、第四悬挂索释放长度l1、l3、l2、l4;
计算第一目标位置对应的第一悬挂索释放长度L1、第三悬挂索释放长度L3、第二悬挂索释放长度L2、第四悬挂索释放长度L4与悬挂式作业平台的当前位置下的第一悬挂索释放长度l1、第三悬挂索释放长度l3、第二悬挂索释放长度l2第四悬挂索释放长度l4之差:ΔL1= L1- l1,ΔL3= L3- l3,ΔL2= L2- l2,ΔL4= L4- l4;
使用ΔL1调整第一悬挂索的释放长度,使用ΔL3调整第三悬挂索的释放长度,使用ΔL2调整第二悬挂索的释放长度,使用ΔL4调整第四悬挂索的释放长度。
作为一种实现方式,使用四悬挂索和两稳定索控制悬挂式作业平台在竖向作业区域内移动包括:
确定用于竖向作业区域的悬挂式作业平台的第一目标位置及悬挂式作业平台处于该第一目标位置时相对于第一悬挂索收放端T1的距离D1、相对于第三悬挂索收放端T3的距离D3、相对于第二悬挂索收放端T2的距离D2、相对于第四悬挂索收放端T4的距离D4,以及确定悬挂式作业平台处于所述第一目标位置时相对于第一稳定索收放端T5的距离D5、相对于第二稳定索收放端T6的距离D6;
使用距离D1、D3、D2和距离D4确定悬挂式作业平台处于第一目标位置时对应的第一悬挂索释放长度L1、第三悬挂索释放长度L3、第二悬挂索释放长度L2和第四悬挂索释放长度L4,使用距离D5和距离D6确定悬挂式作业平台处于第一目标位置时对应的第一稳定索释放长度L5、第二稳定索释放长度L6;所述第一、三、二、四悬挂索分别对应第一、三、二、四悬挂索收放端T1、T3、T2、T4;典型地,第一和第三悬挂索收放端T1、T3为共址布设或为同一个悬挂索的不同收放端口,第二和第四悬挂索收放端T2、T4为共址布设或为同一个悬挂索的不同收放端口,第一和第二稳定索收放端T5、T6为异址布设;
使用索长定位、TOA定位和TDOA定位中的任一种确定悬挂式作业平台的当前位置,并使用该当前位置的坐标计算当前位置下的第一、第三、第二、第四悬挂索释放长度l1、l3、l2、l4,以及计算当前位置下的第一、第二稳定索释放长度l5、l6;
计算第一目标位置对应的第一悬挂索释放长度L1、第三悬挂索释放长度L3、第二悬挂索释放长度L2、第四悬挂索释放长度L4与悬挂式作业平台的当前位置下的第一悬挂索释放长度l1、第三悬挂索释放长度l3、第二悬挂索释放长度l2第四悬挂索释放长度l4之差:ΔL1= L1- l1,ΔL3= L3- l3,ΔL2= L2- l2,ΔL4= L4- l4;计算第一稳定索释放长度L5和第二稳定索释放长度L6与当前位置下第一、第二稳定索释放长度l5、l6之差:ΔL5= L5- l5,ΔL6= L6- l6;
使用ΔL1调整第一悬挂索的释放长度,使用ΔL3调整第三悬挂索的释放长度,使用ΔL2调整第二悬挂索的释放长度,使用ΔL4调整第四悬挂索的释放长度,以及,使用ΔL5调整第一稳定索释放长度、使用ΔL6调整第二稳定索释放长度。
其中,
所述悬挂式作业平台的第一目标位置使用作业区域内一个位置标识点或多个位置标识点的坐标进行描述,一个位置标识点包括位置标识点P0,多个位置标识点包括P0、P1、P2、P3中两个或两个以上的位置标识点;
在所述与竖向作业区域对应的双悬挂索位置调整步骤中,所述用于竖向作业区域的悬挂式作业平台通过第一和二悬挂索与第一悬挂索收放端T1和第二悬挂索收放端T2相连接;所述第一目标位置为悬挂式作业平台在竖向作业区域内的一个驻留位置;所述第一悬挂索收放端T1和第二悬挂索收放端T2分别位于竖向作业区域的上侧,或分别位于悬挂式作业平台的左/右上侧。
作为一种实现方式,使用四悬挂索和四稳定索控制悬挂式作业平台在竖向作业区域内调整悬挂式作业平台的姿态包括:
获取竖向作业区域内悬挂式作业平台的横轴、纵轴和竖轴相对于横向参照轴/基准轴、纵向参照轴/基准轴和竖向参照轴/基准轴中至少一个轴的倾角/转动角;
获取悬挂式作业平台在所述倾角/转动角下的第一悬挂索、第三悬挂索、第二悬挂索、第四悬挂索的当前释放长度l1、l3、l2、l4,以及获取第一稳定索、第二稳定索、第三稳定索、第四稳定索的当前释放长度l5、l6、l7、l8;
计算在悬挂式作业平台所述倾角/转动角从当前姿态被调整至误差范围内的姿态下,悬挂式作业平台上的第一悬挂索连接端口、第三悬挂索连接端口、第二悬挂索连接端口、第四悬挂索连接端口的位移量ΔC1、ΔC3、ΔC2和ΔC4或相对于水平面的高度变化量ΔH1、ΔH3、ΔH2和HC4,以及计算在悬挂式作业平台所述倾角/转动角从当前姿态被调整至误差范围内的姿态下,悬挂式作业平台上的第一稳定索连接端口、第三稳定索连接端口、第二稳定索连接端口、第四稳定索连接端口的位移量Δc1、Δc3、Δc2和Δc4或相对于水平面的高度变化量Δh1、Δh3、Δh2和h4;
使用悬挂索连接端口的位移量ΔC1、ΔC3、ΔC2和ΔC4或使用悬挂索连接端口的高度变化量ΔH1、ΔH3、ΔH2和H4作为释放长度调整量分别对第一悬挂索、第三悬挂索、第二悬挂索、第四悬挂索的释放长度进行调整;以及
使用稳定索连接端口的位移量Δc1、Δc3、Δc2和Δc4或使用稳定索连接端口的高度变化量Δh1、Δh3、Δh2和h4作为释放长度调整量分别对第一稳定索、第三稳定索、第二稳定索、第四稳定索的释放长度进行调整;
其中,
所述获取竖向/横向作业区域内空中作业平台绕横向参照轴、纵向参照轴和竖向参照轴中至少一个轴的倾角/转动角的方法,包括:
使用安装在悬挂式作业平台上的与横向参照轴、纵向参照轴和竖向参照轴中至少一个相对应的参照面上的倾角传感器、陀螺仪和加速度传感器中的至少一种获取所述倾角/转动角测量参数;通过有线或无线信道将所述倾角/转动角测量参数传送至悬挂式作业平台控制单元;
所述横向参照轴/基准轴轴向为水平方向且与处于垂直状态的竖向二维作业面平行;所述纵向参照轴/基准轴轴向与处于垂直状态的竖向二维作业面垂直;所述竖向参照轴/基准轴轴向为垂直方向且与处于垂直状态的竖向二维作业面平行;
所述横轴倾角门限、纵轴倾角门限及竖轴倾角门限分别为小于等于15度的角度值。
本实施例中,所述使用目标位置追踪定位确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值的方法,具体包括如下步骤:
使用悬挂式作业平台搭载的定位单元对目标物体/目标点进行定位,确定标物体/目标点相对于悬挂式作业平台当前位置的测量位置,使用悬挂式作业平台的当前位置坐标值及所述测量位置的坐标值,确定目标物体/目标点的坐标值,将该第一目标物体/目标点的坐标值作为第一目标位置的坐标值;或,
使用目标位置指示单元对标物体/目标点进行定位,确定目标位置指示单元所指示的目标物体/目标点相对于悬挂式作业平台的位置偏移量,使用该位置偏移量确定目标物体/目标点的坐标值。
本实施例所述的方法,其中,所述获取悬挂式作业平台的当前位置信息,包括:
将悬挂式作业平台的位置置于TOA定位、TDOA定位和索长定位中任一定位方式所使用的坐标系下;
对应于TOA定位、TDOA定位,以使用位于作业区域侧的TOA定位或TDOA定位信号发送端或定位信号接收端的坐标计算将悬挂式作业平台的坐标;具体地,计算将悬挂式作业平台上的定位参照点的坐标;
对应于索长定位,使用缆索收放端的坐标作为基准坐标,使用索长测量结果确定悬挂式作业平台的坐标或确定悬挂式作业平台相对于缆索收放端的的距离;具体地,使用缆索收放端包含的缆索收放端口处的缆索释放长度测量单元的位置坐标作为基准坐标,使用悬挂式作业平台上的定位参照点计算悬挂式作业平台相对于缆索收放端的的距离或计算悬挂式作业平台上的定位参照点的坐标。
实施例二,一种悬挂式作业平台工作方法举例
参见图2所示,本发明实施例提供的一种悬挂式作业平台工作方法举例,包括:
步骤S210,接收定位测量控制信息和定位测量数据输出控制信息中的至少一种,所述定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;或
接收姿态测量控制信息和姿态输出控制信息中的至少一种;
步骤S220,根据所述定位控制信息,向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;和/或
根据定位测量数据输出控制信息,将从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
或
根据所述姿态测量控制信息,使用姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;和/或
根据所述姿态输出控制信息,将悬挂式作业平台的姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
步骤S230,通过位移动力接受端口接受实施悬挂式作业平台的位置调整或姿态调整的动力,该动力接受端口包括悬挂索连接端口和稳定索连接端口中的至少一种。
本实施例中,所述位移动力接受端口包含拉力传感单元或压力传感单元,移动力接受端口通过所述拉力传感单元实现悬挂索和/或稳定索与悬挂式作业平台的连接,或移动力接受端口通过所述压传感单元实现悬挂索和/或稳定索与悬挂式作业平台的连接;
进一步地,悬挂式作业平台通过有线或无线信道将拉力传感单元或压力传感单元的输出发送给悬挂式作业平台控制单元。
本实施例所述的方法,还包括从悬挂式作业平台控制单元接收作业项目控制信息,具体包括:
通过有线或无线信道从悬挂式作业平台控制单元接收作业项目控制信息;
使用所述作业项目控制信息对悬挂式作业平台承载的与所述作业项目控制信息对应的作业功能模块进行控制;
所述作业项目控制信息及其相相应的作业功能模块包括建筑物表面清洗控制信息及建筑物表面清洗功能模块、建筑物表面喷涂控制信息及建筑物表面喷涂功能模块、建筑物表面维护控制信息及建筑物表面维护功能模块、太阳能电池板维护控制信息及太阳能电池板维护功能模块、建筑物消防控制信息及建筑物消防功能模块、高处物体拆卸控制信息及高处物体拆卸功能模块、高处物体安装控制信息及高处物体安装功能模块、悬空摄影控制信息及悬空摄影功能模块、悬空物体输送控制信息及悬空物体输送功能模块、悬空巡视控制信息及悬空巡视功能模块、悬空救援控制信息及悬空救援功能模块中的至少一种控制信息及功能模块。
本实施例所述的方法,还包括作业保障方法,具体包括:
设置保障索端口,通过该保障索端口获取实施作业所需要的资源;该保障索端口包括安全保护索连接端口、通信线缆连接端口、供电线缆连接端口和工作物质输送软管连接端口中的至少一种;
进一步地,保障索端口包含拉力传感单元或压力传感单元,资源获取端口通过所述拉力传感单元实现资源保障索与悬挂式作业平台的连接,或资源获取端口通过所述压传感单元实现资源保障索与悬挂式作业平台的连接;
进一步地,悬挂式作业平台通过有线或无线信道将资源获取端口包含拉力传感单元或压力传感单元的输出发送给悬挂式作业平台控制单元。
本实施例所述的方法,还包括平台侧稳定索收放方法,具体包括:
在悬挂式作业平台上设置稳定索收放单元,使用稳定索收放单元将放置在悬挂式作业平台上的稳定索释放出悬挂式作业平台,或使用稳定索收放单元将稳定索回收到悬挂式作业平台上;
具体地,稳定索收放单元包含绳索释放及回收伺服单元和控制单元,绳索释放及回收伺服单元和控制单元用于稳定索或稳定索引导索的回收和释放;所述稳定索引导索用于在悬挂式作业平台与位于作业区域侧的稳定索收放端之间实现稳定索的引导,将位于作业区域侧的稳定索拉到悬挂式作业平台上。
本实施例所述的方法,还包括保障索长度余量感知方法,具体包括:
设置位置感知单元,设置由保障索拉动的位移单元,该位置感知单元用于感知所述位移单元的位置,当位置感知单元探测到述位移单元出现在第一预定位置时,向保障索长度释放控制单元发送位移单元在第一预定位置出现的指示信息,或发送增加保障索释放长度指示信息。
具体地,本实施例所述位置感知单元和位移单元分别为如下至少一种:
位置感知单元为霍尔传感单元,位移单元为含磁单元;
位置感知单元为触动开关单元,位移单元为用于触动所述开关的部件单元;
位置感知单元为光学感知单元,位移单元为发光单元,或用于对进入光学感知单元的光进行遮挡和反射中的任一种的部件单元;
位置感知单元为声学感知单元,位移单元为发声单元,或用于对进入声学感知单元的声波进行遮挡和反射中的任一种的部件单元;
位置感知单元为光学成像单元,位移单元为具有特定形态或颜色的光学目标单元;
作为一种实现方式,本实施例所述的悬挂式作业方法包括:
任务操作一,实施向建筑物外表面/外立面喷洒液体/气体和对所述外表面/外立面进行擦洗中的至少一种,该任务由任务执行单元包含的液体喷嘴/气体喷嘴执行;优选地,回收喷洒出去的液体,所述任务由任务执行单元包含的液体集纳部件执行;
任务操作二,实施建筑物外表面/外立面上实施钻孔、开槽、铆钉、拴紧、焊接和松解操作中的至少一种,所述任务由任务执行三元包含的钻头、锯齿、敲击锤、焊接枪和旋转套筒部件中的至少一种执行;
任务操作三,操作摄像头以特定的角度和距离获取图像并传回用于图像检测的图像处理软硬件模块,该项操作由图像传感器部件实施;
任务操作四,控制颜料/涂料的喷洒位置、喷洒流量、喷洒角度和颜料/涂料类别中的至少一种,所述任务由任务执行单元包含的送气阀和颜料/涂料喷嘴调向器执行;
任务操作五,铲除/刮除和吹拂特定位置上的陈旧涂层,杂物,所述任务由任务执行模块包含的刮刀/铲刀或气流喷嘴实施;
再进一步地,
本实施例上述任务操作一至五中的任一项,使用声波测距单元获取任务执行模块特定位置至墙体/窗户/阳台上的特定位置的距离;和/或,
本实施例上述任务操作一至五中的任一项,使用悬挂式作业平台承载的图像采集单元确定任务执行单元包含的部件的特定位置与墙体/窗户/阳台上的特定位置的匹配。
实施例三,一种悬挂式作业平台控制装置举例
参见图3所示,本发明实施例提供的一种悬挂式作业平台控制装置举例,包括:
平台当前位置/姿态信息获取模块330,平台目标位置/姿态信息获取模块320,平台位置/姿态控制模块310;其中,
平台当前位置/姿态信息获取模块330,用于获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息,包括当前位置信息获取子模块和/或当前姿态信息获取子模块;所述当前位置信息获取子模块包括定位测量控制信息发送子模块和/或定位测量数据输出控制信息发送子模块,所述当前姿态信息获取子模块包括姿态测量控制信息发送子模块和/或姿态输出控制信息发送子模块;
平台目标位置/姿态信息获取模块320,用于获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,和/或用于获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,包括目标位置信息获取子模块和/或目标姿态信息获取子模块;
平台位置/姿态控制模块310,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述平台当前位置/姿态信息获取模块330配置为获取悬挂式作业平台的当前位置信息时,执行如下操作:
其包含的定位控制信息发送子模块向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系,其中,参见图3所示,所述定位信号接收端为TDOA或TOA定位信号接收/发送端373包含的TOA或TDOA定位测量信号接收端,所述定位信号发送端为TDOA或TOA定位信号接收/发送端373包含的TOA或TDOA定位测量信号发送端,所述索长定位测量信号由索长定位信号接收/发送模块371进行发送或接收,所述作业面距离测量信号由作业面距离测量模块370进行发送和接收;或,
其包含的定位测量数据输出控制信息发送子模块向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
参见图3所示,所述定位信号发送端为图3所示的TDOA或TOA定位信号接收/发送端373包含的TOA或TDOA定位信号发送端; 所述定位信号接收端为图3所示的TDOA或TOA定位信号接收/发送端373包含的TOA或TDOA定位信号接收端;
参见图3所示,所述向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,包括向索长定位信号接收/发送模块371发送索长定位控制信息、或向作业面距离测量模块370发送作业面距离测量控制信息;
所述平台当前位置/姿态信息获取模块330配置为获取悬挂式作业平台的当前姿态信息时,用于执行如下操作:
其包含的姿态测量控制信息发送子模块向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台承载的平台姿态感知模块372包含的姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;或
其包含的姿态输出控制信息发送子模块向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台承载的平台姿态感知模块372将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
参见图3所示,所述向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,包括向平台姿态感知模块372发送姿态输出控制信息。
本实施例中,平台当前位置/姿态信息获取模块330包括索长定位子模块,索长定位子模块执行如下操作:索长测量信号发送端向索长测量信号接收端或索长测量信号反射端发送索长测量信号;所述索长测量信号发送端位于悬挂式作业平台侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于位置已知的缆索收放端侧;或,所述索长测量信号发送端位于位置已知的缆索收放端侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于悬挂式作业平台侧;索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,通过测量索长测量信号的传播时延确定悬挂索和/或稳定索的释放长度,使用位置已知的缆索收放端位置坐标和获取的悬挂索和/或稳定索的释放长度求解悬挂式作业平台的位置;具体地,索长定位测量信号发送端发送定位测量信号,该定位测量信号包括声波、光波和无线电波测距信号中的至少一种;索长定位测量信号接收端接收定位测量信号,该定位测量信号包括声波、光波和无线电波测距信号中的至少一种;进一步地,当定位测量信号为声波信号时,使用无线电波在所述索长定位测量信号接收端和索长定位测量信号发送端之间实现时间同步,所述时间同步即使用无线电波的发射或接收时间作为声波定位测量信号或声波测距信号的发射时间的参照时间。
本实施例中,作为一种实现方式,所述索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,位于悬挂索一端的索长测量信号发送端的发射口面在悬挂索的拉动下指向位于该悬挂索另一端的索长测量信号接收端或索长测量信号反射端;具体地,位于悬挂索一端的索长测量信号发送端的激光束发射口面在悬挂索的拉动下指向位于该悬挂索另一端的索长测量信号反射端的激光反射体。
本实施例所述的装置,其中,
所述平台目标位置/姿态信息获取模块320配置为获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,执行如下操作:
使用摄影测量、作业位置序列、遥控操作指令和目标位置追踪单元输出中的至少一项确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值;
具体地,参见图3所示,使用作业位置序列确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
平台目标位置/姿态信息获取模块320从作业位置序列获取模块340获取悬挂式作业平台的目标位置坐标;
进一步地,作业位置序列获取模块340从光学图像采集模块342获取作业区域的光学图象,并使用摄影测量法获取作业区域的特定物体位置的坐标值,使用特定物体位置的坐标值确定作业位置序列;或,作业位置序列获取模块340从作业位置序列人工预设模块341获取由人工设定的作业位置序列。
具体地,参见图3所示,使用遥控操作指令确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
平台目标位置/姿态信息获取模块320从遥控操作指令接收模块350接收指示悬挂式作业平台移动方式的遥控操作指令,使用遥控操作指令包含的移动方向、移动步长信息确定悬挂式作业平台的移动控制点位置的坐标或目标位置的坐标。
具体地,参见图3所示,使用目标位置追踪单元输出确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值包括:
平台目标位置/姿态信息获取模块320从目标位置追踪输出坐标接收模块360接收目标位置追踪单元输出的目标位置坐标,将该目标位置坐标作为悬挂式作业平台的目标位置的坐标值。
所述平台位置/姿态控制模块310,配置为使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,执行如下操作:
使用所述当前位置信息和目标位置信息确定悬挂式作业平台从当前位置至目标位置的移动路径;
在所述移动路径上设置移动控制点;
使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台经所述移动控制点移动至目标位置;
其中,
所述使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,包括:
确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,或确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度和稳定索释放长度;
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度;或,
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,并且,调整稳定索释放长度使其等于该特定移动控制点对应的稳定索释放长度。
具体地,本实施例所述对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,参见图3所示,包括:
使用悬挂索收放伺服控制模块380对悬挂式作业平台的悬挂索的释放长度进行调整;和/或
使用稳定索收放伺服控制模块381对悬挂式作业平台的稳定索的释放长度进行调整。
本实施例所述的装置,其中,
所述平台目标位置/姿态信息获取模块配置320为获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,执行如下操作:
获取悬挂式作业平台的横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向,所述横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向构成目标姿态;
所述平台目标位置/姿态信息获取模块320配置为使用当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态时,用于执行如下操作:
使用所述当前姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴指向与目标姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴间的角度差值确定悬挂式作业平台在其重心偏移量或位置参照点偏移量小于预订偏移门限的的前提下其横轴、竖轴和纵轴指向的调整量;
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量;
按照所述悬挂索的释放长度调整量对悬挂索释放长度进行调整和/或使用稳定索的释放长度调整量对稳定索释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述使用横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量,包括:
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台在目标状态下其悬挂索连接端口和/或稳定索连接端口的位置坐标;
使用目标状态下的悬挂索连接端口的位置坐标计算目标状态下的悬挂索释放长度,和/或使用目标状态下的稳定索连接端口的位置坐标计算目标状态下的稳定索释放长度;
计算目标状态下的悬挂索释放长度与当前状态下的悬挂索释放长度之间的差值,该差值即为悬挂索释放长度调整量,和/或计算目标状态下的稳定索释放长度与当前状态下的稳定索释放长度之间的差值,该差值即为稳定索释放长度调整量。
本实施例所述的装置,其中,
平台目标位置/姿态信息获取模块320,参见图3所示,在获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息工作模式下所执行的使用摄影测量法获取目标位置信息的操作,包括:
从光学图像采集模块342获取作业区域的光学图象;
作业位置序列获取模块340使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息和/或第二类尺度信息;
其中,
所述获取作业区域的光学图象,包括:
使用光学图象传感器获取包含作业区域的图像,该包含作业区域的图像中还包含尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列、图形、物体中的至少一种,所述尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列和尺度已知的图形、物体中的至少一种用作计算所述尺度信息的光学测量标识;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,计算出作业区域的第一类尺度信息,第一类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定点相对于悬挂式作业平台定位阵列上的特定点的距离值;
作业区域中特定点相对于特定坐标系的坐标值;以及
作业区域中两个不同位置间的距离值;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第二类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,结合在该图像上由人工设定的区域识别线的位置信息、区域识别点的位置信息和作业执行顺序信息中的至少一项,计算出作业区域的第二类尺度信息,该第二类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定子区域的边长值;
作业区域中特定子区域的顶点位置坐标值;
作业区域中相邻子区域的边线间/定点间的距离值。
本实施例所述的装置,还包括保障索长度控制模块382,该模块配置为执行如下操作:
从保障索长度余量传感器获取保障索长度余量,当保障索释放出的长度余量小于或等于预订的障索长度余量门限值时,则通过保障索收放端释放保障索;当保障索释放出的长度余量大于预订的障索长度余量门限值时,则不释放保障索;
或
确定保障索收放端至悬挂式作业平台的目标位置的距离,确定保障索的当前释放长度,将保障索的当前释放长度与保障索收放端至悬挂式作业平台的目标位置的距离相比较,当保障索的当前释放长度小于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离时,释放保障索使其释放长度大于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离;当保障索的当前释放长度大于保障索收放端至悬挂式作业平台目标位置的距离时,则不释放保障索;
所述保障索包括安全保护索、通信线缆、供电线缆和工作物质输送软管中的至少一种;
所述保障索长度余量为保障索实际释放长度比保障索收放端至悬挂式作业平台距离的多余量。
本实施例所述的装置,还包括作业项目控制信息发送模块383,该模块配置为执行如下操作:
通过有线或无线信道向悬挂式作业平台发送作业项目控制信息;
所述作业项目控制信息包括建筑物表面清洗控制信息、建筑物表面喷涂控制信息、建筑物表面维护控制信息、太阳能电池板维护控制信息、建筑物消防控制信息、高处物体拆卸控制信息、高处物体安装控制信息、悬空摄影控制信息、悬空物体输送控制信息、悬空巡视控制信息、悬空救援控制信息中的至少一种控制信息。
本实施例中,图3中虚线框所示的平台姿态感知模块372、索长定位信号接收/发送模块371、作业面距离测量模块370由悬挂式作业平台承载;图3中虚线框所示的TDOA或TOA定位信号接收/发送端373中包含的定位信号发送端与接收端分别布设在悬挂式作业平台上和作业区域侧。
实施例四,一种悬挂式作业平台装置举例
参见图4所示,本发明提供的一种悬挂式作业平台装置实施例,包括:
定位/姿态控制信息接收模块410,位置/姿态信息发送模块420和位移动力接受端口模块430;其中,
定位/姿态控制信息接收模块410,配置为接收定位测量控制信息和定位测量数据输出控制信息中的至少一种,所述定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;或,接收姿态测量控制信息和姿态输出控制信息中的至少一种;包括定位测量控制信息接收子模块和定位测量数据输出控制信息接收子模块中的至少一种,或包括姿态测量控制信息接收子模块和姿态输出控制信息接收子模块中的至少一种;
位置/姿态信息发送模块420,配置为执行如下操作:
根据所述定位控制信息,向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;和/或
根据定位测量数据输出控制信息,将从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
或
根据所述姿态测量控制信息,使用姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;和/或
根据所述姿态输出控制信息,将悬挂式作业平台的姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
包括定位测量信号发送子模块、距离测量信号发送子模块、定位测量信号接收子模块、导航卫星信号接收子模块、光学图象数据采集子模块、姿态传感器子模块和数据发送子模块中的至少一种;
位移动力接受端口模块430,用于接受实施悬挂式作业平台的位置调整或姿态调整的动力,包括悬挂索连接端口子模块和稳定索连接端口子模块中的至少一种。
本实施例所述的装置,还包括作业项目控制信息接收模块440,配置为从悬挂式作业平台控制单元接收作业项目控制信息,具体包括如下操作:
通过有线或无线信道从悬挂式作业平台控制单元接收作业项目控制信息;
使用所述作业项目控制信息对悬挂式作业平台承载的与所述作业项目控制信息对应的作业功能模块进行控制;
所述作业项目控制信息及其相相应的作业功能模块包括建筑物表面清洗控制信息及建筑物表面清洗功能模块、建筑物表面喷涂控制信息及建筑物表面喷涂功能模块、建筑物表面维护控制信息及建筑物表面维护功能模块、太阳能电池板维护控制信息及太阳能电池板维护功能模块、建筑物消防控制信息及建筑物消防功能模块、高处物体拆卸控制信息及高处物体拆卸功能模块、高处物体安装控制信息及高处物体安装功能模块、悬空摄影控制信息及悬空摄影功能模块、悬空物体输送控制信息及悬空物体输送功能模块、悬空巡视控制信息及悬空巡视功能模块、悬空救援控制信息及悬空救援功能模块中的至少一种控制信息及功能模块。
本实施例所述的装置,还包括保障索端口模块450,用于从作业资源输送端获取作业资源,该模块包括安全保护索连接端口子模块、通信线缆连接端口子模块、供电线缆连接端口子模块和工作物质输送软管连接端口子模块中的至少一种。
本实施例所述的装置,还包括稳定索收放模块460,该模块配置为执行如下操作:
将放置在悬挂式作业平台上的稳定索释放出悬挂式作业平台,或使用稳定索收放单元将稳定索回收到悬挂式作业平台上。
本实施例所述的装置,还包括保障索长度余量感知模块470,该模块配置包括位置感知子模块和位移子模块,该模块配置为执行如下操作:
当位置感知子模块探测到述位移子模块出现在第一预定位置时,向保障索长度释放控制单元发送位移子模块在第一预定位置出现的指示信息,或发送增加保障索释放长度指示信息;
所述保障索长度余量感知模块包括位置感知子模块和由保障索拉动的位移子模块,该位置感知子模块用于感知所述位移子模块的位置。
本实施例中,所述位置感知子模块和位移子模块分别为如下至少一种:
位置感知子模块为霍尔传感器件,位移子模块为含磁子部件或元件;
位置感知子模块为触动开关元件,位移子模块为用于触动所述开关的部件;
位置感知子模块为光学感知元器件,位移子模块为发光元器件,或用于对进入光学感知子模块的光进行遮挡和反射中的任一种的部件;
位置感知子模块为声学感知元器件,位移子模块为发声元器件,或用于对进入声学感知子模块的声波进行遮挡和反射中的任一种的部件;
位置感知子模块为光学成像器件,位移子模块为具有特定形态或颜色的光学目标。
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台装置,还包括作业模块480,该作业模块包括:
建筑物表面清洗模块、建筑物表面喷涂模块、建筑物表面维护模块、太阳能电池板维护模块、建筑物消防模块、高处物体拆卸模块、高处物体安装模块、悬空摄影模块、悬空物体输送模块、悬空巡视模块、悬空救援模块中的至少一种模块。
具体地,所述建筑物表面清洗模块用于建筑物表面清洗;所述建筑物表面喷涂模块用于建筑物表面喷涂;所述建筑物表面维护模块用于建筑物表面维护;所述太阳能电池板维护模块用于太阳能电池板维护;所述建筑物消防模块用于建筑物消防;所述高处物体拆卸模块用于对安装在建筑物上的物体的拆卸;所述高处物体安装模块用于在建筑物上进行物体安装;所述悬空摄影模块用于悬空摄影;所述悬空物体输送模块用于对物体进行悬空输送;所述悬空巡视模块用于对特定区域或位置进行悬空巡视;所述悬空救援模块用于对人员或物资的悬空救援。
本实施例中,参见图4所示,定位/姿态控制信息接收模块410从悬挂式作业平台控制侧接收定位测量控制信息,所述定位测量控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;根据所述定位测量控制信息控制相应的定位模块实施定位操作,包括:控制悬挂式作业平台承载的TDOA或TOA定位信号接收/发送端373发送或接收定位测量信号;或,控制索长定位信号接收/发送模块371发送或接收距离测量信号;或,控制作业面距离测量模块370发送和接收距离测量信号。
本实施例中,参见图4所示,定位/姿态控制信息接收模块410从悬挂式作业平台控制侧接收定位测量数据输出控制信息,根据所述定位测量数据输出控制信息通过位置/姿态信息发送模块420将挂式作业平台承载的TDOA或TOA定位信号接收/发送端373对定位测量信号的测量结果;或,将索长定位信号接收/发送模块371对距离测量信号的测量结果;或,将作业面距离测量模块370对距离测量信号的测量结果发送至悬挂式作业平台控制侧。
本实施例中,参见图4所示,定位/姿态控制信息接收模块410从悬挂式作业平台控制侧接收姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台承载的平台姿态感知模块372包含的姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;
定位/姿态控制信息接收模块410从悬挂式作业平台控制侧接收姿态输出控制信息,根据该信息,位置/姿态信息发送模块420将悬挂式作业平台承载的平台姿态感知模块372输出的姿态数据发送给悬挂式作业平台姿态控制侧。
本实施例中,参见图4所示,悬挂式作业平台通过位移动力接受端口模块430接受位移动力,在该位移动力的作用下悬挂式作业平台在作业区域内移动或进行姿态调整。
本实施例中,参见图4所示,悬挂式作业平台包含作业模块480,作业模块480根据作业项目控制信息接收模块440发来的作业项目控制信息进行工作。
本实施例中,参见图4所示,悬挂式作业平台包含保障索端口模块450和保障索长度余量感知模块470,保障索端口模块450连接的保障索的移动被保障索长度余量感知模块470感知,保障索长度余量感知模块470根据对保障索的移动感知确定保障索长度余量。进一步地,保障索长度余量感知模块470将其感知的保障索长度余量通过位置/姿态信息发送模块420的发送信道发送给保障索释放长度控制侧。
本实施例中,参见图4所示,悬挂式作业平台包含稳定索收放模块460,在悬挂式作业平台控制侧的控制下,悬挂式作业平台通过稳定索收放模块460将其承载的稳定索或稳定索引导索释放出悬挂式作业平台。
实施例五,一种悬挂式作业平台系统举例
参见图5所示,本发明实施例给出一种悬挂式作业平台系统举例,包括:
悬挂式作业平台控制装置510、悬挂式作业平台装置520、缆索收放装置530及定位装置一540、定位装置二541和定位装置三542中的至少一种;其中,
悬挂式作业平台控制装置510,用于执行对悬挂式作业平台定位、悬挂式作业平台定位移动控制、悬挂式作业平台姿态控制及悬挂式作业平台作业项目控制中的至少一种,包括平台当前位置/姿态信息获取模块,平台目标位置/姿态信息获取模块,平台位置/姿态控制模块;
悬挂式作业平台装置520,用于执行悬挂式作业平台定位和/或悬挂式作业项目,包括定位/姿态控制信息接收模块,位置/姿态信息发送模块和位移动力接受端口模块;
缆索收放装置530,用于释放和回收悬挂索或用于释放和回收稳定索,包括悬挂索收放伺服模块模块或稳定索收放伺服模块。
定位装置二541,用于对悬挂式作业平台进行TOA(到达时间)定位、TDOA(到达时间差定位);定位装置一540用于索长定位,定位装置一540包含的索长测量模块540a和540b用于悬挂索531a的释放长度测量,索长测量模块540c和540d用于悬挂索531b的释放长度测量,索长测量模块540e和540f用于稳定索531c的释放长度测量,索长测量模块540g和540h用于稳定索531d的释放长度测量;定位装置三542用于作业面距离测量、TDOA测量和TOA测量中的至少一种;其中,定位装置二541包括TOA定位测量信号接收和发送模块、TDOA定位测量信号接收和发送模块;定位装置一540包括索长定位测量信号接收和发送模块;定位装置三542包括作业面测距信号接收和发送模块;所述定位测量信号包括光波定位信号、声波定位信号和无线电波定位信号中的至少一种。
本实施例所述的定位装置一540包含的索长测量模块540a和540b、索长测量模块540c和540d、索长测量模块540e和540f和索长测量模块540g和540h分别用于索长测量信号的发送端和接收端,索长测量信号的发送端和接收端位于其对应的悬挂索或稳定索的两端;例如,索长测量模块540g和540h分别用于索长测量信号545的发送端和接收端,所述索长测量信号的发送端和接收端位于其对应的稳定索531d的两端;定位测量信号545为声波信号、光波信号或电磁波信号的至少一种;优选地,定位测量信号545为声波信号;
本实施例所述的定位装置三542,由悬挂式作业平台承载,当用于作业面距离测量或作业面内物体的距离测量时,包括声波测距模块或光波测距模块,当用于TDOA测量和TOA测量时,与位于作业区域侧的定位装置二541配合工作,从定位装置二541接收定位测量信号546或向定位装置二541发送定位测量信号546;优选地,所述的定位装置三542用于作业面距离测量或作业面内物体的距离测量时,包括声波测距模块;
本实施例所述的系统,还包括保障索收放装置550,该装置用于释放和回收保障索551,包括保障索收放伺服模块。
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台装置520包括,参见图4所示:
还包括作业项目控制信息接收模块440、保障索端口模块450、保障索长度余量感知模块470和稳定索收放模块460中的至少一种;
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台装置520还包括:
建筑物表面清洗模块、建筑物表面喷涂模块、建筑物表面维护模块、太阳能电池板维护模块、建筑物消防模块、高处物体拆卸模块、高处物体安装模块、悬空摄影模块、悬空物体输送模块、悬空巡视模块、悬空救援模块中的至少一种模块。
进一步地,本实施例所述的悬挂式作业平台控制装置510还包括保障索长度控制模块和作业项目控制信息发送模块中的至少一种。
本实施例所述的悬挂式作业平台控制装置510,向缆索收放装置530a/b/c/d发送缆索收放控制信息,并向保障索收放装置550发送保障索收放控制信息。
本实施例所述的悬挂式作业平台控制装置510,从定位装置一540、定位装置二541和定位装置三542中的至少一种获取作业平台的位置信息;并且,从作业平台承载的平台姿态感知模块372,参见图4所示,获取悬挂式作业平台的姿态信息。
本实施例所述的系统,还包括作业数据采集装置560,该装置执行如下操作:
获取悬挂式作业平台的作业数据,悬挂式作业平台的作业数据包括悬挂式作业平台当前实施作业的地理坐标数据、悬挂式作业平台的作业子区域的图像数据、悬挂式作业平台的涂料/颜料/清洗液的用量数据、悬挂式作业平台的持续工作时间数据和悬挂式作业平台的异常工作状态数据中的至少一种;
存储或传输悬挂式作业平台的作业数据,包括在本地存储所述作业数据或通过有线/无线通信接口将作业数据发往网络侧的服务器、计算机终端和手机中的至少一种。
本实施例给出的缆索收放装置530a、530b,参见图5所示,用于悬挂索531a、531b的释放或回收,缆索收放装置530c、530d用于稳定索531c、531d的释放或回收;其中,
缆索收放装置530a、530b分别包含一个或一个以上的可以独立地进行缆索收放的缆索收放端口,悬挂索531a、531b分别包含一个或一个以上的其释放长度可以通过所述缆索收放端口独立调节的悬挂索;
缆索收放装置530c、530d分别包含一个或一个以上的可以独立地进行缆索收放的缆索收放端口,稳定索531c、531d分别包含一个或一个以上的其释放长度可以通过所述缆索收放端口独立调节的稳定索;
图5给出的系统组成中,用于悬挂索收放的缆索收放装置530a与缆索收放装置530b布设在不同的位置,或,用于悬挂索收放的缆索收放装置530a包含的缆索收放端口与缆索收放装置530b包含的缆索收放端口布设在不同的位置;作为一种实现方式,悬挂索收放的缆索收放装置530a包含的缆索收放端口布设在竖立作业区域的左上方,缆索收放装置530b包含的缆索收放端口布设在竖立作业区域的右上方;
用于稳定索收放的缆索收放装置530c与缆索收放装置530d布设在不同位置,或,用于稳定索收放的缆索收放装置530c包含的缆索收放端口与缆索收放装置530d包含的缆索收放端口布设在不同的位置;作为一种实现方式,稳定索收放的缆索收放装置530c包含的缆索收放端口布设在竖立作业区域的左下方,缆索收放装置530d包含的缆索收放端口布设在竖立作业区域的右下方;
本发明实施例给出的缆索收放装置530a至530d包含缆索收放端口和缆索收放伺服驱动模块;缆索收放端口包括缆索支撑滑轮、缆索支撑槽、缆索支撑勾中的任一种;缆索收放伺服驱动模块包括驱动电机、变速器、减速器、制动器和缆索绕盘中的至少一种;
本发明实施例给出的缆索收放装置530a至530d中的任一装置,包括如下任一部署方式:
缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块共址部署;
缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块异址部署;
具体地,所述缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块共址部署,包括将缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块部署在同一个装置内或布设在作业区域周边的同一个安装位置;例如,将缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块都布设在楼顶的左上侧的安装位置上,或将缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块都布设在楼顶的右上侧的安装位置上;
所述缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块异址部署,包括将缆索收放端口与缆索收放伺服驱动模块部署在不同空间位置上;例如,将缆索收放端口布设在楼顶的左上侧的安装位置上,将与该收放端口对应的缆索收放伺服驱动模块部署在楼下地面上,通过布设在楼顶的左上侧的安装位置上的缆索收放端口将悬挂式作业平台的悬挂索拉到署在楼下地面上的缆索收放伺服驱动模块;或将缆索收放端口布设在缆索收放端口支架上,将与该收放端口对应的缆索收放伺服驱动模块部署在缆索收放端口支架下,通过布设在缆索收放端口支架上的缆索收放端口将悬挂式作业平台的悬挂索拉到署在缆索收放端口支架下的缆索收放伺服驱动模块。
本实施例给出的两个用于收放悬挂索的缆索收放装置530a、530b,其包含的缆索收放端口布设在作业区域的第一、第二位置,两个用于收放稳定索的缆索收放装置530c、530d,其包含的缆索收放端口布设在作业区域的第三、第四位置;通常,用于收放稳定索的缆索收放装置530c、530d包含的缆索收放端口所处的第三、第四位置要低于用于收放悬挂索的缆索收放装置530a、530b包含的缆索收放端口所处的第一、第二位置。
本实施例给出的两个用于收放悬挂索的缆索收放装置530a、530b,两个用于收放稳定索的缆索收放装置530c、530d的构成方式,可以在竖向作业面或竖立作业区域内实现对悬挂式作业平台的二维或三维灵活移动。
本实施例给出的系统,参见图5所示,使用四个用于收放悬挂索的缆索收放装置530a、530b、530e、530f,以及四个用于收放稳定索的缆索收放装置530c、530d、530g、530h,可以在横向斜向作业面或作业区域内实现对悬挂式作业平台的二维或三维灵活移动;
作为一种实现方式,将四个用于收放悬挂索的缆索收放装置530a、530b、530e、530f包含的缆索收放端口布设在第一、第二、第三和第四支撑塔架上部, 将缆索收放装置530a、530b、530e、530f包含的缆索收放伺服驱动模块布设在第一、第二、第三和第四支撑塔架下部或布设在地面上;将四个用于收放稳定索的缆索收放装置530c、530d、530g、530g包含的缆索收放端口布设在第一、第二、第三和第四支撑塔架中部或下部, 将缆索收放装置530c、530d、530g、530g包含的缆索收放伺服驱动模块布设在第一、第二、第三和第四支撑塔架下部或布设在地面上;悬挂式作业平台控制装置510控制缆索收放装置530a、530b、530e、530f对悬挂式作业平台对应的悬挂索进行收放,控制缆索收放装置530c、530d、530g、530g对悬挂式作业平台对应的稳定索进行收放;通过缆索收放装置530a、530b、530e、530f和缆索收放装置530c、530d、530g、530g的缆索收放操作,实现对悬挂式作业平台520的位置移动或姿态调整。
本发明实施例给出的方法、装置及系统举例,克服了现有机器悬空作业技术存在的不能在大作业区域内准确、灵活移动位置、难以适应建筑物外立面形态的多样性、作业设备携带能力差和现有人工悬空作业技术存在的效率低、费用高和生命危险大这些缺点中的至少一种。可用于多种作业项目,可靠性高,效率高,具有实用性。
本发明实施例提供的悬挂式作业平台控制方法、工作方法、装置及系统,可以全部或者部分地使用电子技术、声波定位技术和自动控制技术实现;本发明实施例提供的方法,可以全部或者部分地通过软件指令和/或者硬件电路来实现;本发明实施例提供的装置包含的模块或单元,可以采用电子元器件、电声/声电转换器件、驱动/拖动电机实现。
以上所述,只是本发明的较佳实施方案而已,并非用来限定本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种悬挂式作业平台控制方法,包括:
获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息;
获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或
获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述获取悬挂式作业平台的当前位置信息,包括:
向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;或,
向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述获取悬挂式作业平台的当前姿态信息,包括:
向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台使用姿态传感器对其姿态进行测量;或
向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态。
2.如权利要求1所述的方法,其中,
所述获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,其中,
所述获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,包括:
使用摄影测量、作业位置序列、遥控操作指令和目标位置追踪单元输出中的至少一项确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值;
所述使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,包括:
使用所述当前位置信息和目标位置信息确定悬挂式作业平台从当前位置至目标位置的移动路径;
在所述移动路径上设置移动控制点;
使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台经所述移动控制点移动至目标位置;
其中,
所述使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,包括:
确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,或确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度和稳定索释放长度;
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度;或,
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,并且,调整稳定索释放长度使其等于该特定移动控制点对应的稳定索释放长度。
3.如权利要求1所述的方法,其中,
所述获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态,其中,
所述获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,包括:
获取悬挂式作业平台的横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向,所述横轴、竖轴和纵轴需要保持的指向构成目标姿态;
所述使用当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态,包括:
使用所述当前姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴指向与目标姿态信息包含的横轴、竖轴和纵轴间的角度差值确定悬挂式作业平台在其重心偏移量或位置参照点偏移量小于预订偏移门限的的前提下其横轴、竖轴和纵轴指向的调整量;
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量;
按照所述悬挂索的释放长度调整量对悬挂索释放长度进行调整和/或使用稳定索的释放长度调整量对稳定索释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述使用横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度调整量,包括:
使用所述横轴、竖轴和纵轴指向的调整量确定悬挂式作业平台在目标状态下其悬挂索连接端口和/或稳定索连接端口的位置坐标;
使用目标状态下的悬挂索连接端口的位置坐标计算目标状态下的悬挂索释放长度,和/或使用目标状态下的稳定索连接端口的位置坐标计算目标状态下的稳定索释放长度;
计算目标状态下的悬挂索释放长度与当前状态下的悬挂索释放长度之间的差值,该差值即为悬挂索释放长度调整量,和/或计算目标状态下的稳定索释放长度与当前状态下的稳定索释放长度之间的差值,该差值即为稳定索释放长度调整量。
4.如权利要求2所述的方法,其中,
所述使用摄影测量获取目标位置信息的方法,包括:
获取作业区域的光学图象;
使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息和/或第二类尺度信息;
其中,
所述获取作业区域的光学图象,包括:
使用光学图象传感器获取包含作业区域的图像,该包含作业区域的图像中还包含尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列、图形、物体中的至少一种,所述尺度已知的悬挂式作业平台定位阵列和尺度已知的图形、物体中的至少一种用作计算所述尺度信息的光学测量标识;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第一类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,计算出作业区域的第一类尺度信息,第一类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定点相对于悬挂式作业平台定位阵列上的特定点的距离值;
作业区域中特定点相对于特定坐标系的坐标值;以及
作业区域中两个不同位置间的距离值;
所述使用所述作业区域的光学图象计算第二类尺度信息,包括:
使用光学图像中的光学标识,结合在该图像上由人工设定的区域识别线的位置信息、区域识别点的位置信息和作业执行顺序信息中的至少一项,计算出作业区域的第二类尺度信息,该第二类尺度信息包括如下至少一种信息:
作业区域中特定子区域的边长值;
作业区域中特定子区域的顶点位置坐标值;
作业区域中相邻子区域的边线间/定点间的距离值。
5.如权利要求1所述的方法,其中,
所述索长定位包括:索长测量信号发送端向索长测量信号接收端或索长测量信号反射端发送索长测量信号;所述索长测量信号发送端位于悬挂式作业平台侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于位置已知的缆索收放端侧;或,所述索长测量信号发送端位于位置已知的缆索收放端侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于悬挂式作业平台侧;索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,通过测量索长测量信号的传播时延确定悬挂索和/或稳定索的释放长度,使用位置已知的缆索收放端位置坐标和获取的悬挂索和/或稳定索的释放长度求解悬挂式作业平台的位置。
6.一种悬挂式作业平台控制装置,包括:
平台当前位置/姿态信息获取模块,平台目标位置/姿态信息获取模块,平台位置/姿态控制模块;其中,
平台当前位置/姿态信息获取模块,用于获取悬挂式作业平台的当前位置信息和/或当前姿态信息,包括当前位置信息获取子模块和/或当前姿态信息获取子模块;
平台目标位置/姿态信息获取模块,用于获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的目标位置信息,和/或用于获取悬挂式作业平台的目标姿态信息,包括目标位置信息获取子模块和/或目标姿态信息获取子模块;
平台位置/姿态控制模块,使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置;和/或,使用所述当前姿态信息和目标姿态信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台处于目标姿态;
其中,
所述平台当前位置/姿态信息获取模块配置为获取悬挂式作业平台的当前位置信息时,用于执行如下操作:
向悬挂式作业平台发送定位测量控制信息,该定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息,该定位控制信息用于控制悬挂式作业平台向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;或,
向悬挂式作业平台发送定位测量数据输出控制信息,该定位测量数据输出控制信息控制悬挂式作业平台将其从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述平台当前位置/姿态信息获取模块配置为获取悬挂式作业平台的当前姿态信息时,用于执行如下操作:
向悬挂式作业平台发送姿态测量控制信息,该姿态测量控制信息控制悬挂式作业平台使用姿态传感器对其姿态进行测量;或
向悬挂式作业平台发送姿态输出控制信息,该姿态输出控制信息控制悬挂式作业平台将其姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
所述悬挂索用于承载悬挂式作业平台的重量,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整悬挂索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态;
所述稳定索用于抑制悬挂式作业平台的摆动,以及用于调整悬挂式作业平台位置或姿态,调整稳定索的释放长度可以改变悬挂式作业平台的位置或姿态。
7.根据权利要求6所述的装置,其中,
所述平台目标位置/姿态信息获取模块配置为获取悬挂式作业平台在二维或三维作业区域内的的目标位置信息,执行如下操作:
使用摄影测量、作业位置序列、遥控操作指令和目标位置追踪单元输出中的至少一项确定悬挂式作业平台的目标位置的坐标值;
所述平台位置/姿态控制模块,配置为使用所述当前位置信息和目标位置信息对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台移动至目标位置,执行如下操作:
使用所述当前位置信息和目标位置信息确定悬挂式作业平台从当前位置至目标位置的移动路径;
在所述移动路径上设置移动控制点;
使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,使悬挂式作业平台经所述移动控制点移动至目标位置;
其中,
所述使用移动控制点坐标对悬挂式作业平台的悬挂索和/或稳定索的释放长度进行调整,包括:
确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,或确定特定移动控制点对应的悬挂索释放长度和稳定索释放长度;
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度;或,
调整悬挂索释放长度使其等于特定移动控制点对应的悬挂索释放长度,并且,调整稳定索释放长度使其等于该特定移动控制点对应的稳定索释放长度。
8.根据权利要求1所述的装置,其中,
平台当前位置/姿态信息获取模块,包含索长定位子模块,该子模块用于执行如下操作:
索长测量信号发送端向索长测量信号接收端或索长测量信号反射端发送索长测量信号;所述索长测量信号发送端位于悬挂式作业平台侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于位置已知的缆索收放端侧;或,所述索长测量信号发送端位于位置已知的缆索收放端侧,所述索长测量信号接收端和索长测量信号反射端中任一种位于悬挂式作业平台侧;索长测量信号发送端在悬挂索或稳定索的作用下将索长测量信号的发射波束指向索长测量信号接收端,通过测量索长测量信号的传播时延确定悬挂索和/或稳定索的释放长度,使用位置已知的缆索收放端位置坐标和获取的悬挂索和/或稳定索的释放长度求解悬挂式作业平台的位置。
9.一种悬挂式作业平台系统,包括:
悬挂式作业平台控制装置、悬挂式作业平台装置、缆索收放装置及定位装置;其中,
悬挂式作业平台控制装置,用于执行权利要求1至5任一项所述的操作,包括权利要求6至8任一项所述的模块;
缆索收放装置,用于释放和回收悬挂索或用于释放和回收稳定索,包括悬挂索收放伺服模块模块或稳定索收放伺服模块;
定位装置,用于对悬挂式作业平台进行TOA(到达时间)定位、TDOA(到达时间差定位)、索长定位和作业面距离测量中的任一种,包括TOA定位测量信号接收和发送模块、TDOA定位测量信号接收和发送模块、索长定位测量信号接收和发送模块和作业面测距信号接收和发送模块中的至少一种,所述定位测量信号包括光波定位信号、声波定位信号和无线电波定位信号中的至少一种;
所述悬挂式作业平台装置包括:定位/姿态控制信息接收模块,位置/姿态信息发送模块和位移动力接受端口模块;其中,
定位/姿态控制信息接收模块,配置为接收定位测量控制信息和定位测量数据输出控制信息中的至少一种,所述定位控制信息包括TOA定位、TDOA定位、索长定位和作业面距离测量中至少一种定位控制信息;或,接收姿态测量控制信息和姿态输出控制信息中的至少一种;包括定位测量控制信息接收子模块和定位测量数据输出控制信息接收子模块中的至少一种,或包括姿态测量控制信息接收子模块和姿态输出控制信息接收子模块中的至少一种;
位置/姿态信息发送模块,配置为执行如下操作:
根据所述定位控制信息,向相应的定位信号接收端或悬挂式作业平台的作业面中的至少一种发送定位测量信号,或用于控制悬挂式作业平台从相应的定位信号发送端接收定位测量信号,所述定位信号接收端和定位信号发送端位于作业区域内或位于作业区域周边并且与作业区域保持确定的位置对应关系;和/或
根据定位测量数据输出控制信息,将从定位信号发送端接收的定位测量信号的测量结果、从对作业面反射的定位测量信号的测量结果和将从导航卫星接收的定位测量信号的测量结果中的至少一种,或将作业区域的局部光学图象数据,发送给悬挂式作业平台控制单元;
或
根据所述姿态测量控制信息,使用姿态传感器对悬挂式作业平台的姿态进行测量;和/或
根据所述姿态输出控制信息,将悬挂式作业平台的姿态数据发送给悬挂式作业平台控制单元;
包括定位测量信号发送子模块、距离测量信号发送子模块、定位测量信号接收子模块、导航卫星信号接收子模块、光学图象数据采集子模块、姿态传感器子模块和数据发送子模块中的至少一种;
位移动力接受端口模块,用于接受实施悬挂式作业平台的位置调整或姿态调整的动力,包括悬挂索连接端口子模块和稳定索连接端口子模块中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的系统,还包括保障索收放装置和/或作业数据采集装置,其中:
保障索收放装置,用于释放和回收保障索,包括保障索收放伺服模块;
作业数据采集装置,用于执行如下操作:
获取悬挂式作业平台的作业数据,悬挂式作业平台的作业数据包括悬挂式作业平台当前实施作业的地理坐标数据、悬挂式作业平台的作业子区域的图像数据、悬挂式作业平台的涂料/颜料/清洗液的用量数据、悬挂式作业平台的持续工作时间数据和悬挂式作业平台的异常工作状态数据中的至少一种;
存储或传输悬挂式作业平台的作业数据,包括在本地存储所述作业数据或通过有线/无线通信接口将作业数据发往网络侧的服务器、计算机终端和手机中的至少一种。
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PB01 | Publication | ||
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WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20180814 |