CN111825036A - 一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，包括，计算机视觉监测模块，其通过多个摄像头多角度拍摄待起吊物，建立吊篮及起吊物相关空间坐标，并将数据传输至辅助对正模块和预警模块，辅助对正模块，其用以实时接收计算机视觉模块监测到起吊物位置信息，判定勾爪偏移距离，辅助对正；预警模块，其与其实时获取数据，并判定吊篮工作情况，做出预警，本发明利用计算机视觉技术，建立吊篮，起吊物的实时三维坐标，判定吊篮与起吊物的位置偏差，辅助操作员实现对正，提高了吊篮起吊效率和准确性，并在起吊过程中检测风速，起吊物重量，吊篮偏移角度，实时判定是否满足起吊标准，吊篮是否会有断裂风险。

Description

一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备

技术领域

本发明领域建筑吊篮领域，具体为一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备

背景技术

建筑吊篮是一种常见的建筑设备，常利用于高处作业时拖载工人，运输建材，在高层建筑的建筑过程，外墙施工，维修清洗等工作中有广泛的应用，建筑吊篮使用方便，但其工作环境常在高处，因此风力及工人动作，均会导致吊篮晃动，有时会出现断裂现在，现在市面上的建筑吊篮还没有断裂预警检测装置，也没有辅助操作员对正起吊的功能。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，为此本发明提供一种建筑吊篮监测预警及辅助设备包括，

计算机视觉监测模块，其通过多个摄像头多角度拍摄待起吊物，建立吊篮及起吊物相关空间坐标，并将数据传输至辅助对正模块和预警模块，所述计算机视觉检测模块以待起吊物上表面中心为原点，以平行于地面设定X轴与Y轴，建立起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi),其中，Z始终为0，Xi表示该区域沿X轴方向的坐标，Yi表示该区域沿Y轴方向的坐标。

同时，以待起吊物上表面中心为原点，以垂直于地面方向设定为Y轴方向，以平行于地面设定X轴与Y轴，实时检测Ti时刻吊篮所处位置的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi),其中，zi表示吊篮中心沿Z轴方向距离原点的实时坐标，xi表示吊篮中心沿X轴方向距离原点的坐标，yi表示吊篮中心沿Y轴方向距离原点的坐标。

辅助对正模块，其与计算机视觉监测模块相连，用以实时接收计算机视觉模块监测到起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)和Ti时刻的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)，将Ti时刻的吊篮空间实时三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)与起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)内的X轴，Y轴,Z轴信息做差，获取Ti时刻的位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i),其中，ZOi为吊篮距离起吊物上边面的Z轴距离，X0i为吊篮距离起吊物中心原点的X轴向距离，Y0i为吊篮距起吊物中心的Y轴向距离，利用数据差异矩阵判定吊篮的偏离距离，辅助工人进行对正。

预警模块，其与吊篮上的风速传感器，重力传感器及计算机视觉检测模块相连接相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度，将实时数据矩阵Y(V,M,a)，预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)进行比较判定吊篮工作情况，做出预警。

进一步地，实际起吊时，操作人员开始操作吊篮对准起吊物，辅助对正模块开始辅助对正，在辅助对正时，若Ti时刻位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于预设起吊对正参数Xo，Yo，则表示吊篮已对初步正起吊物，并提示操作者，进入初步垂直起吊，继续判定。

在初步垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于初步垂直起吊参数Zo时，则表示吊篮距离起吊物以进入预设精确调整范围，操作人员需继续缓慢操作。

进入预设调整范围后，所述辅助对正模块内预设置有，精准对正参数Xo1，Yo1，继续进行判定，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于精准对正参数Xo1，Yo1，Zo1则表示精准对正已完成，进入精准垂直起吊，

在精准垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于精准垂直起吊参数Zo时，表示吊篮以到达指定吊起位置，可完成对待起吊物的起吊。

进一步地，所述预警模块与吊篮上的风速传感器，重力传感器及多个摄像头相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度。

其中，判定吊篮摆动角度时，设定吊绳伸出点为坐标原点O，以垂直地面为Z轴，以平行地面的平面确定X,Y轴；生成Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)，其中x表示吊篮中心沿X轴向距离坐标原点的距离，y表示吊篮中心沿Y轴向距离坐标原点的距离，Z表示吊篮中心沿Z轴向距离坐标原点的距离，将Ti时刻吊篮起吊空间坐标K内的x，y，z值按照以下公式计算得出a

式中，OK代表过坐标原点的垂直于地面的法向量，OK为(0，0，1)，OA代表吊绳伸出点到吊篮中心的向量坐标，OA＝(x,y,z-1)；

预警模块内部设置有实时预警系数U，预设预警系数U0，用以判断吊绳是否有断裂风险，其中，U0为预设值，等于常数A，U由下式得出。

式中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度，V0表示预设风速，M0表示预设起吊物重量，a0表示预设吊篮摆动角度，当吊篮挂上重物时，开始起吊前初步检测。

判定时，将实时预警系数U与预设预警系数U0进行对比，

当实时预警系数U小于预设预警系数U0时，判定无断裂风险；

当实时预警系数U大于预设预警系数UO时，判定有断裂风险；

当V>Vm时，判定风力过大，无法进行起吊作业；

当M>Mm时，判定起吊物过重，无法进行起吊作业；

当V<VM,且M>Mm且无断裂风险时，判定可以继续进行起吊作业。

进一步地，吊篮吊起起吊物开始起吊后，预警模块根据Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)与吊绳伸出口距离地面的距离h，计算得出吊篮距离地面的高度H，预警模块根据吊篮距离地面的高度H将起吊分为三个阶段，第一起吊阶段，第二起吊阶段，第三起吊阶段，其内设置有预设起吊距离参数HO1,HO2,HO3，

判定时，当0<H<H01时，判定吊篮处在第一起吊阶段，预警模块预设有第一起吊参数G1，

在第一起吊阶段内，U0＝A×G1,当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G1时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G1时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G1时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G1且M＞MM×G1且a＞aM×G1且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业；

当预警模块判定无法继续进行起吊作业时，将吊篮直接下降至地面，减轻起吊物重量，重新起吊。

当H01<H<H02，判定吊篮处在第二起吊阶段内，预设模块预设有第二起吊参数G2，

在第二起吊阶段内，U0＝A×G2，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G2时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G2时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G2时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G2且M＞MM×G2且a＞aM×G2且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业。

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V1缓慢下降预设高度h1后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设下降速度Vx将吊篮下落至地面；

若判定不可继续，则继续以预设速度V1缓慢下降预设高度h1，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业，且无断裂风险，则直接以预设下降速度VX将吊篮下落至地面；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报疏散工人，并以预设速度V1将起吊物缓慢下降至地面。

当H02<H<H03，判定吊篮处在第三起吊阶段内，预设模块预设有第三起吊参数G3，

在第三起吊阶段内，U0＝A×G3，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G3时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G3时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G3时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G3且M＞MM×G3且a＞aM×G3且无断裂风险后，可继续进行起吊作业。

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V2缓慢上升预设高度h2后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定不可继续，则继续以预设速度V2缓慢上升预设高度h2，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报，并以预设速度V2将起吊物缓慢上升至地面。

与现有技术相比，本发明的技术效果在于，本发明利用计算机视觉技术，建立吊篮，起吊物的实时三维坐标，判定吊篮与起吊物的位置偏差，辅助操作员实现对正，提高了吊篮起吊效率和准确性，并在起吊过程中检测风速，起吊物重量，吊篮偏移角度，实时判定是否满足起吊标准，吊篮是否会有断裂风险，提高了吊篮起吊过程的安全性。

尤其，本发明的计算机视觉监测模块，其通过多个摄像头多角度拍摄待起吊物，建立吊篮及起吊物相关空间坐标，并将数据传输至辅助对正模块和预警模块，所述计算机视觉检测模块以待起吊物上表面中心为原点，以平行于地面设定X轴与Y轴，建立起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi),其中，Z始终为0，Xi表示该区域沿X轴方向的坐标，Yi表示该区域沿Y轴方向的坐标，

同时，以待起吊物上表面中心为原点，以垂直于地面方向设定为Y轴方向，以平行于地面设定X轴与Y轴，实时检测Ti时刻吊篮所处位置的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi),其中，zi表示吊篮中心沿Z轴方向距离原点的实时坐标，xi表示吊篮中心沿X轴方向距离原点的坐标，yi表示吊篮中心沿Y轴方向距离原点的坐标，建立三维坐标，方便于持续检测，且便于后续判定及辅助对正。

尤其，本发明的辅助对正模块在实际起吊时，操作人员开始操作吊篮对准起吊物，辅助对正模块开始辅助对正，在辅助对正时，若Ti时刻位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于预设起吊对正参数Xo，Yo，则表示吊篮已对初步正起吊物，并提示操作者，进入初步垂直起吊，继续判定。

在初步垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于初步垂直起吊参数Zo时，则表示吊篮距离起吊物以进入预设精确调整范围，操作人员需继续缓慢操作。

进入预设调整范围后，所述辅助对正模块内预设置有，精准对正参数Xo1，Yo1，继续进行判定，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于精准对正参数Xo1，Yo1，Zo1则表示精准对正已完成，进入精准垂直起吊，

在精准垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于精准垂直起吊参数Zo时，表示吊篮以到达指定吊起位置，可完成对待起吊物的起吊，利用三维坐标实时差值来判定吊篮距起吊物的距离，并将对准分为初步起吊和精准起吊，提高了起吊前对正起吊物的效率和准确性，降低了操作员的操作难度。

尤其，本发明所述预警模块与吊篮上的风速传感器，重力传感器及多个摄像头相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度。

其中，判定吊篮摆动角度时，设定吊绳伸出点为坐标原点O，以垂直地面为Z轴，以平行地面的平面确定X,Y轴；生成Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)，其中x表示吊篮中心沿X轴向距离坐标原点的距离，y表示吊篮中心沿Y轴向距离坐标原点的距离，Z表示吊篮中心沿Z轴向距离坐标原点的距离，将Ti时刻吊篮起吊空间坐标K内的x，y，z值按照以下公式计算得出a

式中，OK代表过坐标原点的垂直于地面的法向量，OK为(0，0，1)，OA代表吊绳伸出点到吊篮中心的向量坐标，OA＝(x,y,z-1)；

预警模块内部设置有实时预警系数U，预设预警系数U0，用以判断吊绳是否有断裂风险，其中，U0为预设值，等于常数A，U由下式得出。

式中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度，V0表示预设风速，M0表示预设起吊物重量，a0表示预设吊篮摆动角度，当吊篮挂上重物时，开始起吊前初步检测。

判定时，将实时预警系数U与预设预警系数U0进行对比，

当实时预警系数U小于预设预警系数U0时，判定无断裂风险；

当实时预警系数U大于预设预警系数UO时，判定有断裂风险；

当V>Vm时，判定风力过大，无法进行起吊作业；

当M>Mm时，判定起吊物过重，无法进行起吊作业；

当V<VM,且M>Mm且无断裂风险时，判定可以继续进行起吊作业。

检测多个指标，综合判断吊篮是否有断裂风险，更具有准确定，且风速，重量，摆动角度都利于持续监测，在起吊前进行初步判断，提高了吊篮的安全性和可靠性，保障了工人安全。

尤其，吊篮吊起起吊物开始起吊后，预警模块根据Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)与吊绳伸出口距离地面的距离h，计算得出吊篮距离地面的高度H，预警模块根据吊篮距离地面的高度H将起吊分为三个阶段，第一起吊阶段，第二起吊阶段，第三起吊阶段，其内设置有预设起吊距离参数HO1,HO2,HO3，

将起吊过程分为三个阶段，且对应阶段有对应的检测标准及检测无法进行起吊的处理办法，提高了吊篮危险预计的准备性和检测到危险后避免危险的概率，综合提高了吊篮起吊过程的安全性和可靠性，保障了工人安全。

附图说明

图1为本发明实施例所提供的一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备功能框图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参阅图1所示，其为本发明实施例所提供的一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备功能框图，本实施例所提供的建筑吊篮监测预警及辅助设备包括，

计算机视觉监测模块，其通过多个摄像头多角度拍摄待起吊物，建立吊篮及起吊物相关空间坐标，并将数据传输至辅助对正模块和预警模块，所述计算机视觉检测模块以待起吊物上表面中心为原点，以平行于地面设定X轴与Y轴，建立起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi),其中，Z始终为0，Xi表示该区域沿X轴方向的坐标，Yi表示该区域沿Y轴方向的坐标。

同时，以待起吊物上表面中心为原点，以垂直于地面方向设定为Y轴方向，以平行于地面设定X轴与Y轴，实时检测Ti时刻吊篮所处位置的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi),其中，zi表示吊篮中心沿Z轴方向距离原点的实时坐标，xi表示吊篮中心沿X轴方向距离原点的坐标，yi表示吊篮中心沿Y轴方向距离原点的坐标。

辅助对正模块，其与计算机视觉监测模块相连，用以实时接收计算机视觉模块监测到起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)和Ti时刻的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)，将Ti时刻的吊篮空间实时三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)与起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)内的X轴，Y轴,Z轴信息做差，获取Ti时刻的位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i),其中，ZOi为吊篮距离起吊物上边面的Z轴距离，X0i为吊篮距离起吊物中心原点的X轴向距离，Y0i为吊篮距起吊物中心的Y轴向距离，利用数据差异矩阵判定吊篮的偏离距离，辅助工人进行对正。

预警模块，其与吊篮上的风速传感器，重力传感器及计算机视觉检测模块相连接相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度，将实时数据矩阵Y(V,M,a)，预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)进行比较判定吊篮工作情况，做出预警。

具体而言，实际起吊时，操作人员开始操作吊篮对准起吊物，辅助对正模块开始辅助对正，在辅助对正时，若Ti时刻位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于预设起吊对正参数Xo，Yo，则表示吊篮已对初步正起吊物，并提示操作者，进入初步垂直起吊，继续判定。

在初步垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于初步垂直起吊参数Zo时，则表示吊篮距离起吊物以进入预设精确调整范围，操作人员需继续缓慢操作。

进入预设调整范围后，所述辅助对正模块内预设置有，精准对正参数Xo1，Yo1，继续进行判定，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于精准对正参数Xo1，Yo1，Zo1则表示精准对正已完成，进入精准垂直起吊，

在精准垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于精准垂直起吊参数Zo时，表示吊篮以到达指定吊起位置，可完成对待起吊物的起吊。

具体而言，所述预警模块与吊篮上的风速传感器，重力传感器及多个摄像头相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度。

其中，判定吊篮摆动角度时，设定吊绳伸出点为坐标原点O，以垂直地面为Z轴，以平行地面的平面确定X,Y轴；生成Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)，其中x表示吊篮中心沿X轴向距离坐标原点的距离，y表示吊篮中心沿Y轴向距离坐标原点的距离，Z表示吊篮中心沿Z轴向距离坐标原点的距离，将Ti时刻吊篮起吊空间坐标K内的x，y，z值按照以下公式计算得出a

式中，OK代表过坐标原点的垂直于地面的法向量，OK为(0，0，1)，OA代表吊绳伸出点到吊篮中心的向量坐标，OA＝(x,y,z-1)；

预警模块内部设置有实时预警系数U，预设预警系数U0，用以判断吊绳是否有断裂风险，其中，U0为预设值，等于常数A，U由下式得出。

式中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度，V0表示预设风速，M0表示预设起吊物重量，a0表示预设吊篮摆动角度，当吊篮挂上重物时，开始起吊前初步检测。

判定时，将实时预警系数U与预设预警系数U0进行对比，

当实时预警系数U小于预设预警系数U0时，判定无断裂风险；

当实时预警系数U大于预设预警系数UO时，判定有断裂风险；

当V>Vm时，判定风力过大，无法进行起吊作业；

当M>Mm时，判定起吊物过重，无法进行起吊作业；

当V<VM,且M>Mm且无断裂风险时，判定可以继续进行起吊作业。

具体而言，吊篮吊起起吊物开始起吊后，预警模块根据Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)与吊绳伸出口距离地面的距离h，计算得出吊篮距离地面的高度H，预警模块根据吊篮距离地面的高度H将起吊分为三个阶段，第一起吊阶段，第二起吊阶段，第三起吊阶段，其内设置有预设起吊距离参数HO1,HO2,HO3，

判定时，当0<H<H01时，判定吊篮处在第一起吊阶段，预警模块预设有第一起吊参数G1，

在第一起吊阶段内，U0＝A×G1,当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G1时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G1时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G1时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G1且M＞MM×G1且a＞aM×G1且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业；

当预警模块判定无法继续进行起吊作业时，将吊篮直接下降至地面，减轻起吊物重量，重新起吊。

当H01<H<H02，判定吊篮处在第二起吊阶段内，预设模块预设有第二起吊参数G2，

在第二起吊阶段内，U0＝A×G2，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G2时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G2时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G2时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G2且M＞MM×G2且a＞aM×G2且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业。

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V1缓慢下降预设高度h1后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设下降速度Vx将吊篮下落至地面；

若判定不可继续，则继续以预设速度V1缓慢下降预设高度h1，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业，且无断裂风险，则直接以预设下降速度VX将吊篮下落至地面；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报疏散工人，并以预设速度V1将起吊物缓慢下降至地面。

当H02<H<H03，判定吊篮处在第三起吊阶段内，预设模块预设有第三起吊参数G3，

在第三起吊阶段内，U0＝A×G3，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G3时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G3时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G3时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G3且M＞MM×G3且a＞aM×G3且无断裂风险后，可继续进行起吊作业。

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V2缓慢上升预设高度h2后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定不可继续，则继续以预设速度V2缓慢上升预设高度h2，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报，并以预设速度V2将起吊物缓慢上升至地面。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于：包括，

计算机视觉监测模块，其通过多个摄像头多角度拍摄待起吊物，建立吊篮及起吊物相关空间坐标，并将数据传输至辅助对正模块和预警模块，所述计算机视觉检测模块以待起吊物上表面中心为原点，以平行于地面设定X轴与Y轴，建立起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi),其中，Z始终为0，Xi表示该区域沿X轴方向的坐标，Yi表示该区域沿Y轴方向的坐标；同时，以待起吊物上表面中心为原点，以垂直于地面方向设定为Y轴方向，以平行于地面设定X轴与Y轴，实时检测Ti时刻吊篮所处位置的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi),其中，zi表示吊篮中心沿Z轴方向距离原点的实时坐标，xi表示吊篮中心沿X轴方向距离原点的坐标，yi表示吊篮中心沿Y轴方向距离原点的坐标；

辅助对正模块，其与所述计算机视觉监测模块相连，用以实时接收计算机视觉模块监测到起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)和Ti时刻的吊篮空间三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)，将Ti时刻的吊篮空间实时三维坐标矩阵S(zi,xi,yi)与起吊物位置信息矩阵P(Z，Xi，Yi)内的X轴，Y轴,Z轴信息做差，获取Ti时刻的位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i),其中，ZO i为吊篮距离起吊物上边面的Z轴距离，X0i为吊篮距离起吊物中心原点的X轴向距离，Y0i为吊篮距起吊物中心的Y轴向距离，利用坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)判定吊篮的偏离距离，辅助工人进行对正；

预警模块，其与所述吊篮上的风速传感器，重力传感器及所述计算机视觉检测模块相连接相连，预警模块持续获取实时数据矩阵Y(V,M,a)，其中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度；以及预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)，其中，V表示最大风速，M表示最大起吊物重量，a表示最大吊篮摆动角度，将实时数据矩阵Y(V,M,a)，预警矩阵Y0(Vm,Mm，am)进行比较判定吊篮工作情况，做出预警。

2.根据权利要求1所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述辅助对正模块若Ti时刻位置坐标实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于预设起吊对正参数Xo，Yo，则表示吊篮已对初步正起吊物，并提示操作者，进入初步垂直起吊，并继续判定；

进行初步垂直起吊判定时，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于初步垂直起吊参数Zo时，则表示吊篮距离起吊物已进入预设精确调整范围，提示操作人员控制勾爪缓慢对正。

3.根据权利要求2所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述辅助对正模块内预设置有精准对正参数Xo1，Yo1，其判断起吊进入所述精准调整范围后，继续进行判定，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的X轴，Y轴方向的数值均小于精准对正参数Xo1，Yo1，Zo1则表示精准对正已完成，进入精准垂直起吊。

4.根据权利要求2所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，进入精准垂直起吊后，所述辅助对正模块继续进行判定，若实时差异矩阵Q(Z0i,X0i,Y0i)中的Z轴方向的数值小于精准垂直起吊参数Zo时，表示吊篮以到达指定吊起位置，可完成对待起吊物的起吊。

5.根据权利要求1所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块预警模块内部设置有实时预警系数U，预设预警系数U0，用以判断吊绳是否有断裂风险，其中，U0为预设值，等于常数A，U由下式得出，

式中，V表示实时风速，M表示起吊物重量，a表示吊篮摆动角度，V0表示预设风速，M0表示预设起吊物重量，a0表示预设吊篮摆动角度，当吊篮挂上重物时，开始起吊前初步检测，判定时，将实时预警系数U与预设预警系数U0进行对比，

当实时预警系数U小于预设预警系数U0时，判定无断裂风险；

当实时预警系数U大于预设预警系数UO时，判定有断裂风险；

当V>Vm时，判定风力过大，无法进行起吊作业；

当M>Mm时，判定起吊物过重，无法进行起吊作业；

当V<VM,且M>Mm且无断裂风险时，判定可以继续进行起吊作业。

6.根据权利要求5所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块判定吊篮摆动角度时，设定吊绳伸出点为坐标原点O，以垂直地面为Z轴，以平行地面的平面确定X,Y轴；生成Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)，其中x表示吊篮中心沿X轴向距离坐标原点的距离，y表示吊篮中心沿Y轴向距离坐标原点的距离，Z表示吊篮中心沿Z轴向距离坐标原点的距离，将Ti时刻吊篮起吊空间坐标K内的x，y，z值按照以下公式计算得出a，

式中，OK代表过坐标原点的垂直于地面的法向量，OK为(0，0，1)，OA代表吊绳伸出点到吊篮中心的向量坐标，OA＝(x,y,z-1)。

7.根据权利要求6所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块在吊篮起吊后根据Ti时刻吊篮起吊空间坐标K(x，y，z)与吊绳伸出口距离地面的距离h，计算得出吊篮距离地面的高度H，预警模块根据吊篮距离地面的高度H将起判定三个起吊阶段，第一起吊阶段，第二起吊阶段，第三起吊阶段，其内设置有预设起吊距离参数HO1,HO2,HO3。

8.根据权利要求7所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块判定三个起吊阶段时，

当0<H<H01时，判定吊篮处在第一起吊阶段，预警模块预设有第一起吊参数G1，

在第一起吊阶段内，U0＝A×G1,当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G1时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G1时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G1时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G1且M＞MM×G1且a＞aM×G1且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业；

当预警模块判定无法继续进行起吊作业时，将吊篮直接下降至地面，减轻起吊物重量，重新起吊。

9.根据权利要求7所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块判定三个起吊阶段时，

当H01<H<H02，判定吊篮处在第二起吊阶段内，预设模块预设有第二起吊参数G2，

在第二起吊阶段内，U0＝A×G2，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G2时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G2时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G2时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G2且M＞MM×G2且a＞aM×G2且无断裂风险后，判定可继续进行起吊作业，

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V1缓慢下降预设高度h1后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设下降速度Vx将吊篮下落至地面；

若判定不可继续，则继续以预设速度V1缓慢下降预设高度h1，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业，且无断裂风险，则直接以预设下降速度VX将吊篮下落至地面；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报疏散工人，并以预设速度V1将起吊物缓慢下降至地面。

10.根据权利要求7所述的附带计算机视觉的建筑吊篮监测预警及辅助设备，其特征在于，所述预警模块判定三个起吊阶段时，当H02<H<H03，判定吊篮处在第三起吊阶段内，预设模块预设有第三起吊参数G3，

在第三起吊阶段内，U0＝A×G3，当U>U0时，判定有断裂风险；

当U<U0时，判定无断裂风险；

当V＞VM×G3时，判定风力过大，无法继续进行起吊作业；

当M＞MM×G3时，判定起吊物过重，无法继续进行起吊作业；

当a＞aM×G3时，判定摆动角度过大，无法继续进行起吊作业；

当V＞VM×G3且M＞MM×G3且a＞aM×G3且无断裂风险后，可继续进行起吊作业；

当预警模块判断无法继续进行起吊作业时，将起吊物以预设速度V2缓慢上升预设高度h2后，重新进行判断，

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定不可继续，则继续以预设速度V2缓慢上升预设高度h2，重新进行判断；

若判定可继续进行起吊作业且无断裂风险，则直接以预设上升速度Vs将吊篮上升至目的高度；

若判定无法继续进起吊作业，则发出危险警报，并以预设速度V2将起吊物缓慢上升至地面。

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