CN112729107A - 吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备，方法通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标；利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标；发送位移量至吊车人员的终端界面的方式，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动，完全的实现了自动化的位置监测，而且还能保证精确度，在保证了人身安全的同时，还有效地提高了对装配式桥梁建造时吊装对象进行移动的智能化水平和自动化水平。

Description

吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备

技术领域

本发明属于装配式桥梁建造技术领域，具体涉及一种吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备。

背景技术

吊装作业是装配式桥梁建造等大型工程中不可缺少的一环工作，基本目的是将构件安放至目标位置。在装配式桥梁建造施工现场，吊装作业要求将装配式构件，例如墩柱、盖梁等精确安放在规划好的区域内，并且对安放准确性要求较高。在现有技术中，基本都是采用人工辅助的方式实现吊装。首先在吊装对象起吊后，由吊车司机通过人工目视判断的方式，将吊装对象移动至目标位置，而后由地面司索工等人员通过绳索牵引等方式，配合吊车将构件最终放置到目标位置。通过人工进行辅助吊装的方式不仅耗费人力和时间，还存在严重的安全隐患问题。

因此，如何提高吊装作业的智能化水平和自动化水平成为了本领域的技术人员亟需解决的技术问题。

发明内容

为了至少解决现有技术存在的上述问题，本发明提供了一种吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备，以提高吊装作业的智能化水平和自动化水平。

本发明提供的技术方案如下：

一方面，一种吊装对象位置的智能监测方法，应用于装配式桥梁，包括：

通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，所述测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对所述吊装对象的位置跟踪，所述360度反射棱镜设置于所述吊装对象的测量位置上；

根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标；

利用大角度十三参坐标转换算法，将所述绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；

根据所述相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量，所述目标位置坐标为所述吊装对象的待放置位置坐标；

发送所述位移量至所述吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据所述位移量对所述吊装对象进行移动。

可选的，上述所述通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息之前，还包括：

通过无线局域网发送TCPIP协议与测量机器人建立连接，所述无线局域网为可发射2.4GHz频段的WLAN无线信号的路由器创建。

可选的，上述所述通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，包括：

发送GeoCOM跟踪指令至测量机器人；

所述测量机器人根据所述GeoCOM跟踪指令发射激光射线至所述360度反射棱镜，以使所述测量机器人根据所述激光射线信息获取所述吊装对象的当前位置信息；

接收所述测量机器人发送的所述当前位置信息。

可选的，上述所述所述当前位置信息包括距离信息和角度信息；

所述根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标，包括：

根据所述距离信息和所述角度信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标。

可选的，上述所述确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量之后，还包括：

判断所述位移量与预设误差阈值的差值；

若所述差值在误差范围内，则发送停止跟踪指令至所述测量机器人，以结束吊装作业。

可选的，上述所述的吊装对象位置的智能监测方法，还包括：

若所述差值超过所述误差范围，通过所述测量机器人重新获取移动后的吊装对象的当前位置信息；

直至所述差值在所述误差范围内，发送停止跟踪指令至所述测量机器人，以结束吊装作业。

可选的，上述所述发送停止跟踪指令至所述测量机器人之前，还包括：

发送报警指令至报警器，以提醒吊车操作人员当前位置合格。

可选的，上述所述测量机器人为包括马达驱动功能和激光跟踪功能的全站仪。

另一方面，一种吊装对象位置的智能监测系统，包括：

位置获取模块，用于通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，所述测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对所述吊装对象的位置跟踪，所述360度反射棱镜设置于所述吊装对象的测量位置上；

坐标确定模块，用于根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标；

坐标转换模块，用于利用大角度十三参坐标转换算法，将所述绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；

位移量确定模块，用于根据所述相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量，所述目标位置坐标为所述吊装对象的待放置位置坐标；

发送模块，用于发送所述位移量至所述吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据所述位移量对所述吊装对象进行移动。

再一方面，一种吊装对象位置的智能监测设备，包括：处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于上述任一项所述的吊装对象位置的智能监测方法；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。

本发明的有益效果为：

本发明提供的一种吊装对象位置的智能监测方法、系统及设备，应用于装配式桥梁，方法通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对吊装对象的位置跟踪，360度反射棱镜设置于吊装对象的测量位置上；根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标；利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标；发送位移量至吊车人员的终端界面的方式，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动。采用测量机器人进行绝对位置测量，然后将其进行坐标转换，通过坐标比较确定位移量的方式，完全的实现了自动化的位置监测，而且还能保证精确度，在保证了人身安全的同时，还有效的提高了对装配式桥梁建造时吊装对象进行移动的智能化水平和自动化水平。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测方法的一种流程图；

图2是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测系统的一种结构示意图；

图3是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测设备的一种结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

图1是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测方法的一种流程图。

如图1所示，本实施例提供的一种吊装对象位置的智能监测方法，应用于装配式桥梁，包括以下步骤：

S11、通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对吊装对象的位置跟踪，360度反射棱镜设置于吊装对象的测量位置上。

在一个具体的实现过程中，测量机器人为包括马达驱动功能和激光跟踪功能的全站仪，且测量机器人可以与监测系统建立通信。在整个的系统建立前即在对吊装对象进行位置测量之前，首先通过无线局域网发送TCPIP协议与测量机器人建立连接，无线局域网为可发射2.4GHz频段的WLAN无线信号的路由器创建，以使得便可以通过局域网实现与测量机器人的通信，采用TCPIP协议进行通信，测量机器人的接收端便作为TCPIP协议的服务端，发送和接收对测量机器人的控制指令的数据处理端便为TCPIP协议的客户端。

具体的，通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，包括：发送GeoCOM跟踪指令至测量机器人；测量机器人根据GeoCOM跟踪指令发射激光射线至360度反射棱镜，以使测量机器人根据激光射线信息获取吊装对象的当前位置信息；接收测量机器人发送的当前位置信息。首先是将360度反射棱镜安装设置于吊装对象的测量位置上，使得测量机器人可以发射激光射线至360度反射棱镜上，可以通过360度反射棱镜得出吊装对象的位置信息，测量机器人在接收到GeoCOM跟踪指令后，便开始了对吊装对象位置的实时跟踪，并获取当前的位置信息。

S12、根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标。

其中，当前位置信息包括距离信息和角度信息，根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标，具体为根据距离信息和角度信息，确定吊装对象的绝对位置坐标。

S13、利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标。

在确定了吊装对象当前的绝对位置坐标以后，采用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标，即将其转化到操作人员能够更便于操作的坐标系内，使得可以通过转换到施工放样坐标系下，使得在位置不合适的情况下，操作人员可以直接的根据当前位置信息进行对吊装对象的位置移动，提高操作移动的效率。

S14、根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标。

在对每个吊装对象进行移动时，都会有着一个其目标位置，也就是吊装对象的待放置位置，在确定了相对位置坐标以后，便需要判断吊装对象的当前位置是否合格，是否位置放置的安全。具体的判断方式便是，根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，通过位移量便能够准确的了解到吊装对象是否被移动到了合适的位置。判断位移量与预设误差阈值的差值；若差值在误差范围内，则发送停止跟踪指令至测量机器人，以结束吊装作业。若差值超过误差范围，通过测量机器人重新获取移动后的吊装对象的当前位置信息；直至差值在误差范围内，发送停止跟踪指令至测量机器人，以结束吊装作业。误差范围为工作人员根据实际需求进行人为设定的，可以根据不同的吊装对象进行不同的设置。

S15、发送位移量至吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动。

例如，以吊装对象为墩柱为例进行说明。在装配式桥梁的建造过程中，对墩柱的位置有着严格的要求，为了解决人工观测的问题。将360度反射棱镜设置于墩柱的测量位置上，具体的测量位置为人工确定的设计位置，主要是能够有效地接收到测量机器人发射的激光射线即可。然后将吊车司机端的监测端与测量机器人建立无线局域网通信协议的连接，使得测量机器人可以与吊车司机端的监测端进行TCPIP协议的通信，然后吊车司机便可以发送跟踪指令至测量机器人，测量机器人便可以实时的获取墩柱的实时位置，然后经过统计分析比较，便可以得到当前位置与目标位置的差异，然后吊车司机便可以根据得到的位置信息等控制吊车对墩柱进行对应的位置移动，以实现智能化和自动化的对墩柱位置的监测。

本实施例提供的一种吊装对象位置的智能监测方法应用于装配式桥梁，通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对吊装对象的位置跟踪，360度反射棱镜设置于吊装对象的测量位置上；根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标；利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标；发送位移量至吊车人员的终端界面的方式，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动。采用测量机器人进行绝对位置测量，然后将其进行坐标转换，通过坐标比较确定位移量的方式，完全的实现了自动化的位置监测，而且还能保证精确度，在保证了人身安全的同时，还有效的提高了对装配式桥梁建造时吊装对象进行移动的智能化水平和自动化水平。

进一步地，在上述实施例的基础上，本实施例中在发送停止跟踪指令至测量机器人之前，还包括发送报警指令至报警器，以提醒吊车操作人员当前位置合格。在进行对吊装对象的移动过程中，是一个缓慢的过程，尤其涉及到精细移动时，此时设置报警提醒装置，当检测到吊装对象的当前位置信息符合放置标准时，自动发出报警提醒，例如可以是发出声音提醒的方式，使得吊车操作人员无需再对吊装对象进行移动，只需将其进行垂直位置的放置即可，也能解决人工信息传递有延时的问题，减少反复的无效移动，有效地提高了工作效率。

基于同一总的发明构思，本申请还保护一种吊装对象位置的智能监测系统。

图2是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测系统的一种结构示意图。

如图2所示，本实施例提供的一种吊装对象位置的智能监测系统，包括：

位置获取模块10，用于通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对吊装对象的位置跟踪，360度反射棱镜设置于吊装对象的测量位置上；

坐标确定模块20，用于根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标；

坐标转换模块30，用于利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；

位移量确定模块40，用于根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标；

发送模块50，用于发送位移量至吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动。

本实施例提供的一种吊装对象位置的智能监测系统，应用于装配式桥梁，通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对吊装对象的位置跟踪，360度反射棱镜设置于吊装对象的测量位置上；根据当前位置信息，确定吊装对象的绝对位置坐标；利用大角度十三参坐标转换算法，将绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；根据相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的当前位置与目标位置的位移量，目标位置坐标为吊装对象的待放置位置坐标；发送位移量至吊车人员的终端界面的方式，以使吊车操作人员根据位移量对吊装对象进行移动。采用测量机器人进行绝对位置测量，然后将其进行坐标转换，通过坐标比较确定位移量的方式，完全的实现了自动化的位置监测，而且还能保证精确度，在保证了人身安全的同时，还有效的提高了对装配式桥梁建造时吊装对象进行移动的智能化水平和自动化水平。

关于装置部分的实施例，在对应的方法实施例中已经做了详细的介绍说明，因此，在对应的装置部分不再进行具体的阐述，可以相互参照进行理解。

图3是本发明实施例提供的吊装对象位置的智能监测设备的一种结构示意图。

如图3所示，本实施例还保护一种吊装对象位置的智能监测设备，包括：处理器，以及与处理器相连接的存储器；

存储器用于存储计算机程序，计算机程序至少用于执行上述任一实施例的吊装对象位置的智能监测方法；

处理器用于调用并执行存储器中的计算机程序。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种吊装对象位置的智能监测方法，应用于装配式桥梁，其特征在于，方法包括：

通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，所述测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对所述吊装对象的位置跟踪，所述360度反射棱镜设置于所述吊装对象的测量位置上；

根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标；

利用大角度十三参坐标转换算法，将所述绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；

根据所述相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量，所述目标位置坐标为所述吊装对象的待放置位置坐标；

发送所述位移量至所述吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据所述位移量对所述吊装对象进行移动。

2.根据权利要求1所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息之前，还包括：

通过无线局域网发送TCPIP协议与测量机器人建立连接，所述无线局域网为可发射2.4GHz频段的WLAN无线信号的路由器创建。

3.根据权利要求2所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，包括：

发送GeoCOM跟踪指令至测量机器人；

所述测量机器人根据所述GeoCOM跟踪指令发射激光射线至所述360度反射棱镜，以使所述测量机器人根据所述激光射线信息获取所述吊装对象的当前位置信息；

接收所述测量机器人发送的所述当前位置信息。

4.根据权利要求3所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述所述当前位置信息包括距离信息和角度信息；

所述根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标，包括：

根据所述距离信息和所述角度信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标。

5.根据权利要求1所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量之后，还包括：

判断所述位移量与预设误差阈值的差值；

若所述差值在误差范围内，则发送停止跟踪指令至所述测量机器人，以结束吊装作业。

6.根据权利要求5所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，还包括：

若所述差值超过所述误差范围，通过所述测量机器人重新获取移动后的吊装对象的当前位置信息；

直至所述差值在所述误差范围内，发送停止跟踪指令至所述测量机器人，以结束吊装作业。

7.根据权利要求5所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述发送停止跟踪指令至所述测量机器人之前，还包括：

发送报警指令至报警器，以提醒吊车操作人员当前位置合格。

8.根据权利要求1所述的吊装对象位置的智能监测方法，其特征在于，所述测量机器人为包括马达驱动功能和激光跟踪功能的全站仪。

9.一种吊装对象位置的智能监测系统，其特征在于，包括：

位置获取模块，用于通过测量机器人获取吊装对象的当前位置信息，所述测量机器人用于通过360度反射棱镜实现对所述吊装对象的位置跟踪，所述360度反射棱镜设置于所述吊装对象的测量位置上；

坐标确定模块，用于根据所述当前位置信息，确定所述吊装对象的绝对位置坐标；

坐标转换模块，用于利用大角度十三参坐标转换算法，将所述绝对位置坐标转换为施工放样坐标系下的相对位置坐标；

位移量确定模块，用于根据所述相对位置坐标和目标位置坐标，确定吊装对象的所述当前位置与目标位置的位移量，所述目标位置坐标为所述吊装对象的待放置位置坐标；

发送模块，用于发送所述位移量至所述吊车人员的终端界面，以使吊车操作人员根据所述位移量对所述吊装对象进行移动。

10.一种吊装对象位置的智能监测设备，其特征在于，包括：处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序至少用于执行权利要求1-8任一项所述的吊装对象位置的智能监测方法；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序。

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