CN114030994A - 一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，涉及到塔吊控制技术领域，包括智能控制系统，所述智能控制系统包括图像采集模块、激光测距扫描模块、转动云台、无线通信模块、控制模块、网关、后台服务器、手持显示控制终端。本发明通过设置图像采集模块，图像采集模块可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦，从而使得操作者视野更加开阔，实现全程可视化自动化作业，消除塔吊工作的视觉盲区，即使是隔山吊、特殊角度吊装一样可以借助本系统辅助轻易完成，在保证安全的同时极大地提高了工作效率。
Description
技术领域
本发明涉及塔吊控制技术领域，特别涉及一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统。
背景技术
在传统建筑施工中，塔吊的操作属于高危险作业工种，一旦发生事故，往往会造成严重的后果，伤亡惨重，传统塔吊存在塔吊司机视野受限、靠经验容易判断失误、塔群碰撞、不能实现无人驾驶远程控制等问题。因此，发明一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统来解决上述问题很有必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，包括智能控制系统，所述智能控制系统包括图像采集模块、激光测距扫描模块、转动云台、无线通信模块、控制模块、网关、后台服务器、手持显示控制终端，所述图像采集模块实时采集塔吊施工区域的视频图像，所述图像采集模块将采集的图像数据通过无线方式传输至后台服务器和手持显示控制终端，所述激光测距扫描模块将对物体的测距数据通过无线方式传输至后台服务器，所述转动云台包括上云台和下云台，所述上云台360度左右转动，所述下云台180度上下转动，所述图像采集模块、激光测距扫描模块、无线通信模块和控制模块均设置在转动云台上，所述无线通信模块将接收到的信息传输至网关，所述网关将接收到的信息转换为网格信号传输至后台服务器，所述网关开放接口与塔吊主控系统相连接，所述控制模块对图像采集模块、激光测距扫描模块和无线通信模块进行统一管理，所述后台服务器对接受的数据进行分析并对塔吊施工区域进行三维建模，所述手持显示控制终端显示塔吊的各项运行参数及实现控制功能。
优选的，所述图像采集模块包括高清摄像头，可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦。
优选的，所述激光测距扫描模块利用反射棱镜引导激光以均匀速度扫描物体的表面，同时接收物体表面反射的信号进行测距，用算法计算出深度数据。
优选的，所述转动云台包括三个，三个所述转动云台分别安装在塔吊起重臂两端和吊臂小车上。
优选的，所述无线通信模块为3G/4G/5G通信模块，所述无线通信模块与网关之间为双向通信。
优选的，所述后台服务器对塔吊施工区域进行三维建模，实时显示塔吊当前的运行参数，对塔吊群进行监控，在塔机发生碰撞安全隐患时进行制动控制，且对塔吊的所有运动轨迹进行记录。
优选的，所述手持显示控制终端为pad、手机等可操作的电子设备，所述手持显示终端可以实时显示图像采集模块采集的数据，且可以对塔吊进行实时控制，所述手持显示控制终端还包括人脸识别模块，可以自动识别塔吊司机信息。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明通过设置图像采集模块，图像采集模块可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦，从而使得操作者视野更加开阔，实现全程可视化自动化作业，消除塔吊工作的视觉盲区，即使是隔山吊、特殊角度吊装一样可以借助本系统辅助轻易完成，在保证安全的同时极大地提高了工作效率；
2、本发明通过设置激光测距扫描模块，激光测距扫描模块对施工区域进行扫描，通过后台服务器对施工区域进行三维建模，从而实现了塔吊自动运行、三维立体防碰撞，且后台服务器对塔吊群进行监控，当塔机发生碰撞安全隐患时进行制动控制，后台服务器对塔吊运动轨迹进行记录，为可能发生的事故或纠纷提供数据支持；
3、本发明通过设置手持显示控制终端，使得塔吊司机在地面即可对塔吊进行控制，塔吊驾驶室内无需配置司机，手持显示终端上设置有人脸识别模块，可以通过人脸识别的方式自动识别塔吊司机信息，实现专人专机机制，以保证塔吊运行的安全性；
4、本发明通过设置后台服务器，后台服务器可以接入互联网，以实现远程控制功能。
附图说明
图1为本发明的系统连接示意图。
图2为本发明的云台结构示意图。
图3为本发明的系统控制示意图。
图中：1、转动云台；2、图像采集模块；3、激光测距扫描模块；4、无线通信模块；5、控制模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了如图1-3所示的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，包括智能控制系统，智能控制系统包括图像采集模块2、激光测距扫描模块3、转动云台1、无线通信模块4、控制模块5、网关、后台服务器、手持显示控制终端。
图像采集模块2实时采集塔吊施工区域的视频图像，图像采集模块2包括高清摄像头，可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦，图像采集模块2将采集的图像数据通过无线方式传输至后台服务器和手持显示控制终端，使得操作者视野更加开阔，实现全程可视化自动化作业，消除塔吊工作视觉盲区，即使是隔山吊、特殊角度吊装一样可以借助系统辅助轻易完成，在保障安全的同时极大地提高了工作效率。
激光测距扫描模块3利用反射棱镜引导激光以均匀速度扫描物体的表面，同时接收物体表面反射的信号进行测距，用算法计算出深度数据，测距数据通过无线方式传输至后台服务器。
转动云台1包括上云台和下云台，上云台360度左右转动，下云台180度上下转动，图像采集模块2、激光测距扫描模块3、无线通信模块4和控制模块5均设置在转动云台1上，转动云台1包括三个，三个转动云台1分别安装在塔吊起重臂两端和吊臂小车上。
无线通信模块4将接收到的信息传输至网关，网关将接收到的信息转换为网格信号传输至后台服务器，网关开放接口与塔吊主控系统相连接，无线通信模块4为3G/4G/5G通信模块，无线通信模块4与网关之间为双向通信。
控制模块5对图像采集模块2、激光测距扫描模块3和无线通信模块4进行统一管理。
后台服务器对接受的数据进行分析并对塔吊施工区域进行三维建模，实时显示塔吊当前的运行参数，对塔吊群进行监控，在塔机发生碰撞安全隐患时，自动预警并显示碰撞轨迹，并进行制动控制，且对塔吊的所有运行轨迹进行记录，为可能发生的事故或纠纷提供法律依据。
手持显示控制终端显示塔吊的各项运行参数及实现控制功能，所述手持显示控制终端为pad、手机等可操作的电子设备，手持显示终端可以实时显示图像采集模块2采集的数据，且可以对塔吊进行实时控制，手持显示控制终端还包括人脸识别模块，可以自动识别塔吊司机信息，实现专人专机机制，避免非塔机司机胡乱操作。
本发明通过设置图像采集模块2，图像采集模块2可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦，从而使得操作者视野更加开阔，实现全程可视化自动化作业，消除塔吊工作的视觉盲区，即使是隔山吊、特殊角度吊装一样可以借助本系统辅助轻易完成，在保证安全的同时极大地提高了工作效率，通过设置激光测距扫描模块3，激光测距扫描模块3对施工区域进行扫描，通过后台服务器对施工区域进行建模，从而实现了塔吊自动运行、三维立体防碰撞，且后台服务器对塔吊群进行监控，当塔机发生碰撞安全隐患时进行制动控制，后台服务器对塔吊运动轨迹进行记录，为可能发生的事故或纠纷提供数据支持，通过设置手持显示控制终端，使得塔吊司机在地面即可对塔吊进行控制，塔吊驾驶室内无需配置司机，手持显示终端上设置有人脸识别模块，可以通过人脸识别的方式自动识别塔吊司机信息，实现专人专机机制，以保证塔吊运行的安全性，通过设置后台服务器，后台服务器可以接入互联网，以实现远程控制功能。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，包括智能控制系统，其特征在于：所述智能控制系统包括图像采集模块、激光测距扫描模块、转动云台、无线通信模块、控制模块、网关、后台服务器、手持显示控制终端；
图像采集模块，所述图像采集模块实时采集塔吊施工区域的视频图像，所述图像采集模块将采集的图像数据通过无线方式传输至后台服务器和手持显示控制终端；
激光测距扫描模块，所述激光测距扫描模块将对物体的测距数据通过无线方式传输至后台服务器；
转动云台，所述转动云台包括上云台和下云台，所述上云台360度左右转动，所述下云台180度上下转动；
图像采集模块和激光测距扫描模块，所述图像采集模块、激光测距扫描模块、无线通信模块和控制模块均设置在转动云台上；
无线通信模块，所述无线通信模块将接收到的信息传输至网关；
网关，所述网关将接收到的信息转换为网格信号传输至后台服务器，所述网关开放接口与塔吊主控系统相连接；
控制模块，所述控制模块对图像采集模块、激光测距扫描模块和无线通信模块进行统一管理；
后台服务器，所述后台服务器对接受的数据进行分析并对塔吊施工区域进行三维建模；
手持显示控制终端，所述手持显示控制终端显示塔吊的各项运行参数及实现控制功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述图像采集模块包括高清摄像头，可以大角度自动追踪拍摄、自动对焦。
3.根据权利要求2所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述激光测距扫描模块利用反射棱镜引导激光以均匀速度扫描物体的表面，同时接收物体表面反射的信号进行测距，用算法计算出深度数据。
4.根据权利要求3所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述转动云台包括三个，三个所述转动云台分别安装在塔吊起重臂两端和吊臂小车上。
5.根据权利要求4所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述无线通信模块为3G/4G/5G通信模块，所述无线通信模块与网关之间为双向通信。
6.根据权利要求5所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述后台服务器接受激光测距扫描模块的信息，对塔吊施工区域进行三维建模，实时显示塔吊当前的运行参数，对塔吊群进行监控，在塔机发生碰撞安全隐患时进行制动控制，且对塔吊的所有运动轨迹进行记录。
7.根据权利要求6所述的一种基于激光测距及视频分析的塔吊智能控制系统，其特征在于：所述手持显示控制终端为pad、手机等可操作的电子设备，所述手持显示终端可以实时显示图像采集模块采集的数据，且可以对塔吊进行实时控制，所述手持显示控制终端还包括人脸识别模块，可以自动识别塔吊司机信息。
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