CN110182696B - 一种无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统，无人塔吊的控制方法包括以下步骤：S1.构建塔吊所在处的实时地图；S2.根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹；S3.塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，无人塔吊的智能系统应用无人塔吊的控制方法，通过构建塔吊所在处的实时地图，然后根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹，接着塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，能够实现塔吊的运输物资的智能化，减少人工操作，避免人工操作可能出现的人为错误，提高了安全性和运输物资的效率。

Description

一种无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统

技术领域

本发明涉及塔吊技术领域，主要涉及到一种无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统。

背景技术

塔吊，又称塔式起重机，是建筑工地最常见的一种工程机械设备，用来吊运施工用的物资。由于技术的局限性，塔吊主要依靠人在高空中的操作间进行操作，地面指挥，如遇到盲区作业，危险性非常大，对工人的操作技术和经验要求非常高，且在高空操作劳动强度大，容易疲劳。另外，地面的环境变化和吊运物的变化无常，在操作过程中都需要作出精准判断。因此，传统的塔式起重机无法实现智能化，给工作带来极大的不便。因此实现塔吊的智能化运输物资，减少人工操作，实现无人塔吊成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统，实现塔吊的智能化运输物资，提高运输物资的安全性和效率。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种无人塔吊的控制方法，包括以下步骤：S1.构建塔吊所在处的实时地图；S2.根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹；S3.塔吊根据运输轨迹对物资进行运输。

进一步的，所述步骤S1.构建塔吊所在处的实时地图包括以下步骤:S10.获取安装在塔吊臂和吊挂上的位置模块和图像采集模块的数据；S11.利用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法多种算法对上述数据进行计算；S12.得出实时地图。

进一步的，在所述步骤S1.构建塔吊所在处的实时地图，之前还包括步骤S0.进行身份安全认证。

进一步的，所述步骤S2.根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹的运输轨迹生成方法为系统结合避障、重量、平衡和风速的参数自动生成运输轨迹或人为设定运输轨迹的一种。

进一步的，当运输生成方法为人为设定运输轨迹时，系统根据避障、重量、平衡和风速的参数对人为设定的运输轨迹进行判断并给用户提示。

进一步的，在所述步骤S3.塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，之后还包括步骤S4.若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点。

进一步的，在所述步骤S4.若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点，之后还包括步骤S5.物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种无人塔吊的智能系统，包括MCU控制单元、ISP图像信号处理单元、图像采集模块、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS/北斗定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元、数据存储单元和开关电源模块，所述MCU控制单元电连接ISP图像信号处理单元、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS/北斗定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元和数据存储单元，图像采集模块与ISP图像信号处理单元电连接，所述塔吊控制模块与塔吊的控制柜电连接。

进一步的，所述图像采集模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机所采集的图像信息；所述位置模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的高度传感器和距离传感器所采集的位置信息；所述速度模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上速度传感器所采集的塔吊臂沿水平方向的水平速度信息和吊钩沿垂直方向的垂直速度信息；所述重量检测模块用于获取设置在塔吊的吊挂上重量传感器所采集的吊钩所吊运货物的重量信息；所述GPS/北斗定位模块用于采集塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息；所述安全认证模块用于验证工作人员是否具有权限操作塔吊；所述语音报警模块用于在出现故障或异常时产生警报；所述无线通信模块用于进行通信；所述塔吊控制模块用于通过驱动电路控制塔吊的运行；所述键盘操作单元用于获取操作指令；所述显示单元用于显示实时地图、路径规划、位置坐标、以及键盘操作所需要显示的数据；所述ISP图像信号处理单元用于对所述图像采集模块所获取的图像信息进行处理；所述MCU控制单元用于采用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法对处理后的图像信息、位置信息、塔吊臂沿水平方向的水平速度信息、吊钩沿垂直方向的垂直速度信息、吊钩所吊运货物的重量信息、塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息进行计算以得出实时地图和让塔吊臂和吊钩进行自主壁障的运输轨迹。

区别于现有技术，本发明所公开的无人塔吊的控制方法和无人塔吊的智能系统相比现有技术有以下有益效果：

一、实现塔吊的智能化运输物资，通过构建塔吊所在处的实时地图，然后根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹，接着塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，能够实现塔吊的运输物资的智能化，减少人工操作，避免人工操作可能出现的人为错误，提高了安全性和运输物资的效率。

二、降低危险性和提高效率，能够根据塔吊工作的环境和运输物资的情况生成合理的运输轨迹，生成物资的运输轨迹的运输轨迹生成方法为系统结合避障、重量、平衡和风速的参数自动生成运输轨迹或人为设定运输轨迹，运输生成方法为人为设定运输轨迹时，系统根据避障、重量、平衡和风速的参数对人为设定的运输轨迹进行判断并给用户提示，充分考虑了塔吊工作的环境和运输物资的情况，能够避免盲区作业的情况，降低危险性和提高运输效率。

三、根据实时情况运输轨迹，通过图像采集模块采集塔吊主体周围环境和运送物资所必须的位置及路径的图像，利用位置模块得到塔吊臂和吊挂的位置信息，能够实时获取到塔吊所在环境的实时地图和塔吊处于实时地图的位置，若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点，能够根据实时情况进行调整运输轨迹。

四、更加人性化，要操作塔吊之前要进行身份安全认证和物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作，使塔吊更加符合人们的使用需求，设置更加人性化。

附图说明

图1是本发明塔吊的结构示意图；

图2是本发明无人塔吊的控制方法的一实施例的流程示意图；

图3是图2中步骤S1的子步骤流程示意图；

图4是本发明无人塔吊的控制方法的另一实施例的流程示意图示意图；

图5是本发明无人塔吊的智能系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。

本发明公开一种塔吊，如图1所示，该塔吊包括承台1、设置在承台1上的控制柜2、设置在承台1上的垂直臂3、可转动设置在垂直臂3上的塔吊臂4、可移动设置在塔吊臂4的支架前臂41的变幅小车5和设置在变幅小车5中的吊钩6。

在本实施例中，塔吊臂4的支架前臂41和塔吊臂4的支架后臂42均安装有超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和景深相机，从而获取达到覆盖整个塔吊可视范围的实时地图图像。进一步的，变幅小车5设有超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头、景深相机和重量传感器，吊钩6设有超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头、景深相机和重量传感器，当然，吊钩6还设有GPS定位器或北斗定位器，也就是说，吊钩6设有高度传感器和距离传感器，用于获取吊钩6所吊运货物的具体位置。进一步的，垂直臂3或塔吊臂4设有风速传感器。另外，该塔吊还设有与超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头、景深相机、重量传感器、高度传感器、距离传感器和风速传感器连接的SOC系统级芯片。

优选地，摄像头为CMOS摄像头。

参照图2，图2是本发明无人塔吊的控制方法的一实施例的流程示意图。该方法包括以下步骤：

步骤S1：构建塔吊所在处的实时地图。

在本实施例中，构建塔吊所在处的实时地图的步骤之前还包括步骤：进行身份安全认证。具体地，操作人员利用专用的配套有客户端的平板电脑（并不限定是平板电脑，还可以是手机或者其他移动终端）与塔吊连接，并在连接成功后进行人脸识别或指纹识别，且在人脸识别或指纹识别成功后才能授权操作本塔吊。也就是说，需要操作人员的信息（包括平板电脑的ID和人脸特征）与预存的操作人员的信息进行对比，信息匹配成功，才有权限操作本塔吊。

如图3所示，步骤S1包括以下子步骤：

步骤S10：获取安装在塔吊臂4和吊钩6上的图像采集设备和传感器所采集到的数据。

应理解，图像采集设备包括超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机。进一步的，传感器包括高度传感器、距离传感器、速度传感器和重量传感器。

步骤S11：利用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法多种算法对上述数据进行计算。

步骤S12；得出实时地图。

应理解，通过安装在塔吊臂4和吊钩6上的图像采集设备采集塔吊周围环境和运送物资所必须经过的位置及路径的图像，利用传感器得到塔吊臂4和吊钩6的位置信息，并利用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法多种算法能够实时获取到塔吊所在环境的实时地图和塔吊处于实时地图的位置。

步骤S2：根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹。

在本实施例中，根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹的运输轨迹生成方法为系统结合避障、重量、平衡和风速的参数自动生成运输轨迹或人为设定运输轨迹的一种。

进一步的，当运输生成方法为人为设定运输轨迹时，系统根据避障、重量、平衡和风速的参数对人为设定的运输轨迹进行判断并给用户提示。应理解，本实施例提供两种运输轨迹生成的方式以供选择，能够在特殊的情况下能够选择人为设定运输轨迹，并且为人为设定的运输轨迹提供安全性、效率性的意见，在满足特殊的运输轨迹设定的情况下保证了运输轨迹的安全性和效率性。

步骤S3：塔吊根据运输轨迹对物资进行运输。

在本实施例中，塔吊根据运输轨迹对物资进行运输的步骤之后还包括步骤S4：若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点。

进一步的，若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点，之后还包括步骤S5：物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作。

应理解，物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作，要操作塔吊之前要进行身份安全认证和物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作，使塔吊更加符合人们的使用需求，设置更加人性化。

应理解，若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点，在通过图像采集设备采集塔吊周围环境和运送物资所必须经过的位置及路径的图像和利用高度传感器和距离传感器获得到塔吊臂4和吊钩6的位置信息实时获取到塔吊所在环境的实时地图和塔吊处于实时地图的位置的基础上，能够在物资运输过程遇到障碍或者出现突发的情况，实时地图变化了，能够通过多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法对塔吊的运输轨迹进行修改进行智能避障，当无法通过智能避障的时候则会停止塔吊的动作然后通知用户进行手动避障，在手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点。

如图4所示，图4是本发明无人塔吊的控制方法的另一实施例的流程示意图示意图。该方法包括以下步骤：

步骤S201：进行身份安全认证。应理解，步骤S201中，利用专用的配套有客户端的手机、平板电脑或其他移动终端与塔吊建立连接；

步骤S202：判断身份认证是否成功。

应理解，在工作人员利用专用的配套有客户端的手机、平板电脑或其他移动终端与塔吊建立连接连接成功后，需要进行人脸识别或指纹识别验证，且人脸识别或指纹识别成功后才判定身份验证成功，此时才能授权操作本塔吊；如人脸识别或指纹识别不成功判定身份验证识别，则返回步骤S201。

在判断认证成功后，执行步骤S203：获取起点的三维坐标和目标的三维坐标，并计算塔吊的运输轨迹。应理解，在步骤S203中，利益GPS定位器或北斗定位器获取所吊运送物资的起点的三维坐标和目标的三维坐标，利用超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机采集设备采集塔吊周围环境和运送物资所必须经过的位置及路径的图像，同时利用高度传感器和距离传感器获取吊钩的位置信息，且结合重量传感器所采集的信息计算出生成物资的运输轨迹。

步骤S204：判断是否选择系统计算的运输轨迹。应理解，在步骤S203生成运输轨迹后，会在显示屏中提醒工作人员选择塔吊的运输轨迹，即工作人员可以选择系统计算的运输轨迹来使塔吊运行，也可以选择自定义运输轨迹来使塔吊运行。

如果确定选择系统计算的运输轨迹，则执行步骤S206：塔吊按所选运输轨迹智能运行到目标位置。如果不选择系统计算的运输轨迹，则执行步骤S205：选择用户自定义运输轨迹。并在执行完步骤S205后，执行步骤S206。

应理解，在步骤S206中还包括步骤S2061：对塔吊臂4和吊钩6的运行动作进行判断。进一步的，在步骤S206中还包括步骤S2062：对塔吊臂4的平衡进行监测。应理解，对对塔吊臂4和吊钩6的运行动作进行判断能够实时纠正在运行过程中所产生的误差，而对塔吊臂4的平衡进行监测能够保证不受到外环境影响，保证塔吊的正常工作。

在塔吊按所选运输轨迹智能运行到目标位置过程中，还包括有步骤S207：判断是否遇到障碍。

如果确定没有遇到障碍，则执行步骤S208：顺利到达目标。在物资顺利到达目标后，执行步骤S209：提示用户并等待下一步操作。在执行完步骤S209后，执行步骤S210：工作人员手动操作移动或升降物资。在执行完步骤S210后，执行步骤S211：人工装卸物资。

如果遇到障碍，则执行步骤S212：判断能否智能避障。如果确定能智能避障，则执行步骤S208。如果确定不能智能避障，则执行步骤S213：塔吊暂停。在塔吊暂停后，执行步骤S214：提示用户并等待下一步操作。在执行完步骤S214后，执行步骤S215：工作人员手动操作避障。

应理解，在执行步骤S214和步骤S215后，执行步骤S216：塔吊重新计算运输轨迹。并在执行步骤S216后，返回步骤S203。

应理解，该方法还包括步骤S217：手动操作时移动终端将同步显示多方图像。并在执行完步骤S217后，执行步骤S210和步骤S215。

本实施例通过构建塔吊所在处的实时地图，然后根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹，再塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，能够实现塔吊的运输物资的智能化，减少人工操作，避免人工操作可能出现的人为错误，提高了安全性和效率。

如图5所示，图5是本发明无人塔吊的智能系统的结构示意图。该无人塔吊的智能包括MCU控制单元、ISP图像信号处理单元、图像采集模块、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS/北斗定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元、数据存储单元和开关电源模块。

应理解，MCU控制单元和ISP图像信号处理单元封装在SOC系统级芯片中。

在本实施例中，MCU控制单元电连接ISP图像信号处理单元、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS/北斗定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元和数据存储单元，图像采集模块与ISP图像信号处理单元电连接，塔吊控制模块与塔吊的控制柜电连接。

开关电源模块用于为各个模块供电。

数据存储单元用于储存数据。

图像采集模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机所采集的图像信息。

位置模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的高度传感器和距离传感器所采集的位置信息。

速度模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上速度传感器所采集的塔吊臂沿水平方向的水平速度信息和吊钩沿垂直方向的垂直速度信息。当然，速度模块还用于获取风速传感器所检测的当前环境的风速信息，并把风速信息输入到MCU控制单元中，为运输轨迹的计算提供当前环境风速参数，能够提高运输轨迹的计算精度。

重量检测模块用于获取设置在塔吊的吊挂上重量传感器所采集的吊钩所吊运货物的重量信息。应理解，重量检测模块电连接MCU控制单元的信号输入端，重量检测模块能够获取吊钩6上的物资的重量，为运输轨迹的计算提供物资重量的参数，还有当物资超重的时候MCU控制单元会发出警报信号。

GPS/北斗定位模块用于采集塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息。

安全认证模块用于验证工作人员是否具有权限操作塔吊。应理解，安全认证模块电连接MCU控制单元的信号输入端，安全认证模块包括脸部识别单元和指纹识别单元的其中一种或者两种结合，需通过安全认证模块之后MCU控制单元才会启动其他功能，起到一个安全保护作用。

语音报警模块用于在出现故障或异常时产生警报。具体地，当物资超重的时候MCU控制单元会发出警报信号给语音警报模块，以使得警报模块产生警报。

无线通信模块用于进行通信。应理解，无线通信模块电连接MCU控制单元的信号输入端和信号输出端无线通信模块使得MCU控制单元能够被远程操控，MCU控制单元的能够到接收远程通过无线通信模块连接到MCU控制单元的移动终端发出的操作指令和输入的数据，也能将数据传输到移动终端。

塔吊控制模块用于通过驱动电路控制塔吊的运行,如通过驱动电路控制塔吊臂4的转动、控制变幅小车5在塔吊臂4上移动和控制吊钩6的升降。

键盘操作单元用于获取操作指令。应理解，键盘操作单元电连接MCU控制单元的信号输入端，增加了系统的控制输入途径，更加方便操作者使用。

显示单元用于显示实时地图、路径规划、位置坐标、以及键盘操作所需要显示的数据。应理解，显示单元电连接MCU控制单元的信号输出端，显示单元能够使操作者更直观看到塔吊的情况，便于操作者认为介入塔吊的操作。

ISP图像信号处理单元用于对图像采集模块所获取的图像信息进行处理。也就是说，ISP图像信号处理单元能够对图像采集模块所采集到的图像信息进行分析处理，然后将分析处理后的信息传输给MCU控制单元，这样能够提高对图像处理的效率。

MCU控制单元用于采用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法对处理后的图像信息、位置信息、塔吊臂沿水平方向的水平速度信息、吊钩沿垂直方向的垂直速度信息、吊钩所吊运货物的重量信息、塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息进行计算以得出实时地图和让塔吊臂和吊钩进行自主壁障的运输轨迹。

应理解，MCU控制单元还用于根据运输轨迹控制塔吊控制模块输出控制信号给控制柜2对塔吊进行智能化，实现智能化运输物资，减少人工操作，避免人工操作可能出现的人为错误，提高了安全性和运输物资的效率。

本发明实现无人化操作塔吊，提供了安全性和工作效率，有效解决了现有技术中的塔吊的智能化程度不高，操作难度大，高空作业，无盲吊风险，搬运效率较低，且安全性和搬运准确性靠人为经验控制得不到保障的技术问题，进而实现了塔吊无人操作的技术效果。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种无人塔吊的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S0，进行身份安全认证，在人脸识别成功后才能授权操作本塔吊，

S1.构建塔吊所在处的实时地图，其中，

S10.获取安装在塔吊臂和吊挂上的图像采集设备和传感器所采集到的数据，其中所述图像采集设备包括超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机，所述传感器包括高度传感器、距离传感器、速度传感器和重量传感器；

S11.利用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法对所述数据进行计算；

S12.得出实时地图；

S2.根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹，其中，GPS定位器获取所吊运送物资的起点的三维坐标和目标的三维坐标，利用超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机采集设备采集塔吊周围环境和运送物资所必须经过的位置及路径的图像，同时利用高度传感器和距离传感器获取吊钩的位置信息，且结合重量传感器所采集的信息计算出生成物资的运输轨迹；

S3.塔吊根据运输轨迹对物资进行运输，其中，对塔吊臂和吊钩的运行动作进行判断，对塔吊臂和吊钩的运行动作进行判断实时纠正在运行过程中所产生的误差；

S4.若物资运输过程遇障，多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法进行智能避障或者通知用户进行手动避障，手动避障后重新计算运输轨迹并把物资运输到终点，之后还包括步骤S5.物资运输到终点后通知用户进行下一步便于人工装卸物料的操作。

2.根据权利要求1所述的无人塔吊的控制方法，其特征在于：步骤S2的根据运输的物资在实时地图的起点和终点位置生成物资的运输轨迹的运输轨迹生成方法为系统结合避障、重量、平衡和风速的参数自动生成运输轨迹或人为设定运输轨迹的一种。

3.根据权利要求2所述的无人塔吊的控制方法，其特征在于：当运输生成方法为人为设定运输轨迹时，系统根据避障、重量、平衡和风速的参数对人为设定的运输轨迹进行判断并给用户提示。

4.一种基于权利要求1-3中任一项所述无人塔吊的控制方法的无人塔吊的智能系统，其特征在于，包括MCU控制单元、ISP图像信号处理单元、图像采集模块、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元、数据存储单元和开关电源模块，所述MCU控制单元电连接ISP图像信号处理单元、位置模块、速度模块、重量检测模块、GPS定位模块、安全认证模块、语音报警模块、无线通信模块、塔吊控制模块、键盘操作单元、显示单元和数据存储单元，图像采集模块与ISP图像信号处理单元电连接，所述塔吊控制模块与塔吊的控制柜电连接，其中，

所述图像采集模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的超声波传感器、激光雷达、红外传感器、摄像头和深度相机所采集的图像信息；

所述位置模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上的高度传感器和距离传感器所采集的位置信息；

所述速度模块用于获取设置在塔吊的塔吊臂和吊挂上速度传感器所采集的塔吊臂沿水平方向的水平速度信息和吊钩沿垂直方向的垂直速度信息；

所述重量检测模块用于获取设置在塔吊的吊挂上重量传感器所采集的吊钩所吊运货物的重量信息；

所述GPS定位模块用于采集塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息；

所述安全认证模块用于验证工作人员是否具有权限操作塔吊；

所述语音报警模块用于在出现故障时产生警报；

所述无线通信模块用于进行通信；

所述塔吊控制模块用于通过驱动电路控制塔吊的运行；

所述键盘操作单元用于获取操作指令；

所述显示单元用于显示实时地图、路径规划、位置坐标、以及键盘操作所需要显示的数据；

所述ISP图像信号处理单元用于对所述图像采集模块所获取的图像信息进行处理；

所述MCU控制单元用于采用多传感器融合算法结合SLAM算法、感知算法、动作预判算法和平衡计算修改算法对处理后的图像信息、位置信息、塔吊臂沿水平方向的水平速度信息、吊钩沿垂直方向的垂直速度信息、吊钩所吊运货物的重量信息、塔吊的起始位置及运送目标位置的坐标信息进行计算以得出实时地图和让塔吊臂和吊钩进行自主避障的运输轨迹。

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