CN114368693B - 用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器及起重机 - Google Patents

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CN114368693B CN202111454891.4A CN202111454891A CN114368693B CN 114368693 B CN114368693 B CN 114368693B CN 202111454891 A CN202111454891 A CN 202111454891A CN 114368693 B CN114368693 B CN 114368693B
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Abstract

本申请实施例提供一种用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器、起重机及机器可读存储介质。臂架设置有用于检测运动信息的运动检测设备和用于检测障碍物信息的环境感知设备；方法包括：获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息；根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径；获取环境感知设备检测到的障碍物信息；根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物；以及在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施。通过上述技术方案，无需依赖施工人员的观察和沟通来产生的臂架周边环境感知结果，减少了操作者的工作强度，提高了施工效率、同时降低了施工时的事故风险。

Description

用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器及起重机
技术领域
本申请涉及工程机械技术领域，具体涉及一种用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器、起重机及机器可读存储介质。
背景技术
现有的起重机设备在吊装作业时，往往需要一名乃至多名指挥员协助起重机操作者观察起重机臂架的周边环境，并提供吊装意见来保障吊装过程的安全。在吊装过程中由于涉及到人与人的协同、人与起重机的协同，吊装的效率和安全非常依赖指挥员和操作员的默契和经验以及沟通的准确率。这种基于施工人员的观察和沟通所产生的起重机臂架周边环境感知结果，其具有一定的主观性，而且这种环境感知的方式会使施工人员的劳动强度增大，施工效率降低，在施工人员精神状态不佳的情况下还易产生误判，增加施工的危险性。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种用于臂架的防碰撞方法、装置、处理器、起重机及机器可读存储介质。
为了实现上述目的，本申请第一方面提供一种用于臂架的防碰撞方法，臂架设置有用于检测运动信息的运动检测设备和用于检测障碍物信息的环境感知设备，该防碰撞方法包括：
获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息；
根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径；
获取环境感知设备检测到的障碍物信息；
根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物；以及
在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施。
在本申请实施例中，该防碰撞方法还包括：
根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
在本申请实施例中，根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：
根据运动路径确定臂架在第二时长内的运动速度；
根据运动速度调节环境感知设备的检测方向，以使得检测方向跟随臂架移动。
在本申请实施例中，运动速度包括臂架的回转速度和/或臂架的俯仰速度。
在本申请实施例中，环境感知设备包括激光雷达，障碍物信息包括指示障碍物位置的点云数据；
根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，包括：
对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇；
根据环境感知设备与臂架的回转中心之间的位置关系计算多个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集；
计算运动路径在臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集；
将第一坐标集与第二坐标集进行一一匹配；
根据匹配结果确定在运动路径上是否存在障碍物。
在本申请实施例中，对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，包括：
滤除点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据；
对滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇。
在本申请实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：
在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，根据运动路径和障碍物信息计算臂架与障碍物之间的最短距离；
确定最短距离是否小于预设安全距离；
在确定最短距离小于预设安全距离的情况下，对臂架执行制动操作。
在本申请实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：
在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，显示运动路径和障碍物标注信息，以及输出报警信号。
在本申请实施例中，运动信息包括臂架的速度信息和臂架的加速度信息。
在本申请实施例中，臂架的速度信息包括臂架的回转速度信息和/或臂架的俯仰速度信息，臂架的加速度信息包括臂架的回转加速度信息和/或臂架的俯仰加速度信息。
在本申请实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在本申请实施例中，运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
在本申请实施例中，第一时长与第二时长相等。
在本申请实施例中，臂架上还设置有安装台，环境感知设备通过安装台安装于臂架上；
根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：
根据运动路径控制安装台转动以调节环境感知设备的检测方向，使得环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
本申请第二方面提供一种处理器，被配置为执行上述的用于臂架的防碰撞方法。
本申请第三方面提供一种用于臂架的防碰撞装置，包括：
运动检测设备，设置于臂架上，被配置为检测臂架的运动信息；
环境感知设备，设置于臂架上，被配置为检测障碍物信息；以及
上述的处理器。
在本申请实施例中，该防碰撞装置还包括制动设备；
处理器还被配置为：
控制制动设备对臂架执行制动操作。
在本申请实施例中，该防碰撞装置还包括人机交互设备和报警设备；
处理器还被配置为：
控制人机交互设备显示运动路径和障碍物标注信息，以及控制报警设备输出报警信号。
在本申请实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在本申请实施例中，运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
在本申请实施例中，臂架上还设置有安装台，环境感知设备通过安装台安装于臂架上。
在本申请实施例中，安装台和环境感知设备均安装于臂架的末端，环境感知设备为激光雷达。
本申请第四方面提供一种起重机，包括：
臂架；以及
上述的用于臂架的防碰撞装置。
在本申请实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
本申请第五方面提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器被配置成执行上述的用于臂架的防碰撞方法。
通过上述技术方案，即通过获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息，并根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径，然后获取环境感知设备检测到的障碍物信息，并根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，通过该类方式，无需依赖施工人员的观察和沟通来产生的臂架周边环境感知结果，减少了操作者的工作强度，提高了施工效率、同时降低了施工时的事故风险。
本申请实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本申请实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本申请实施例，但并不构成对本申请实施例的限制。在附图中：
图1是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法的流程示意图；
图2是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的另一流程示意图；
图3是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S16的流程示意图；
图4是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S14的流程示意图；
图5是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S141的流程示意图；
图6是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S15的流程示意图；
图7是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞装置的结构示意图；
图8是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞装置中的另一结构示意图；
图9是本申请实施例中所提供的计算机设备的内部结构图。
附图标记说明
10、运动检测设备； 20、环境感知设备；
30、处理器； 40、制动设备；
50、人机交互设备； 60、报警设备；
70、安装台。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请实施例，并不用于限制本申请实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
图1是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法的流程示意图。如图1所示，在本申请一实施例中，提供了一种用于臂架的防碰撞方法，该臂架设置有用于检测运动信息的运动检测设备和用于检测障碍物信息的环境感知设备，该防碰撞方法包括以下步骤：
步骤S11：获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息；
步骤S12：根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径；
步骤S13：获取环境感知设备检测到的障碍物信息；
步骤S14：根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物；
步骤S15：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施。
具体地，运动检测设备和环境感知设备均安装于臂架上，通过运动检测设备可以实时检测臂架的运动信息，通过环境感知设备可以实时检测障碍物信息，可以理解，障碍物信息通常为臂架周边的障碍物信息。在步骤S11中，当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息是获取运动检测设备检测到的过去第一时长内臂架的运动信息，第一时长可以根据实际需要进行设置，例如，可以设置为2秒钟。在步骤S12中，根据过去第一时长内臂架的运动信息可以预测出当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径，即未来第二时长内臂架的运动路径，第二时长可以根据实际需要进行设置，第二时长既可以与第一时长相等，例如，同样设置为2秒钟，第二时长也可以大于第一时长，例如，设置为3秒钟，第二时长还可以小于第一时长，例如，设置为1秒钟。在步骤S13中，障碍物信息是获取环境感知设备检测到的障碍物信息，通常为臂架周边的障碍物信息，可以理解，在臂架运动时，环境感知设备可以跟随臂架同时移动，实时检测臂架周边的障碍物信息。在步骤S14中，根据障碍物信息可以确定在运动路径上是否存在障碍物，即确定在未来第二时长内臂架的运动路径上是否存在障碍物。在步骤S15中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行相应的防碰撞措施，防止臂架与障碍物发生碰撞，确保起重机的运行安全。通过以上方式，无需依赖施工人员的观察和沟通来产生的臂架周边环境感知结果，减少了操作者的工作强度，提高了施工效率、同时降低了施工时的事故风险。
实际应用时，环境感知设备具有一定的检测范围，通常为一个扇形区域，当第二时长设置为较长时间时，环境感知设备的检测范围可能不足以覆盖未来第二时长内臂架的运动路径，导致无法检测到未来第二时长内臂架的运动路径上的所有障碍物。
有鉴于此，在一个实施例中，请参阅图2，图2是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的另一流程示意图。与上述实施例不同之处在于，该防碰撞方法还可以包括：
步骤S121：根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
具体地，在步骤S121中，环境感知设备的检测方向可调节，在环境感知设备跟随臂架同时移动的情况下，根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，可以增加环境感知设备的检测范围，使环境感知设备的检测范围覆盖未来第二时长内臂架的运动路径，保证未来第二时长内臂架的运动路径上的所有障碍物全部可以被检测到，确保起重机的运行安全。
请参阅图3，图3是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S121的流程示意图。对步骤S121中根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，可以包括以下步骤：
步骤S1211：根据运动路径确定臂架在第二时长内的运动速度；
步骤S1212：根据运动速度调节环境感知设备的检测方向，以使得检测方向跟随臂架移动。
具体地，在步骤S1211中，确定臂架在第二时长内的运动速度可以是确定臂架在第二时长内每一时刻的运动速度，也可以是确定臂架在第二时长内平均的运动速度。相应地，在步骤S1212中，可以根据臂架在第二时长内每一时刻的运动速度实时调节环境感知设备的检测方向，也可以根据臂架在第二时长内平均的运动速度调节环境感知设备的检测方向，使得环境感知设备的检测方向跟随臂架移动，从而实现环境感知设备的检测范围覆盖未来第二时长内臂架的运动路径。
在一个实施例中，运动速度包括臂架的回转速度和/或臂架的俯仰速度。
具体地，臂架的运动可以仅包括回转运动，也可以仅包括俯仰运动，还可以同时包括回转运动和俯仰运动，因此，在确定臂架在第二时长内的运动速度时，可能仅需要确定臂架在第二时长内的回转速度，也可能仅需要确定臂架在第二时长内的俯仰速度，还有可能需要同时确定臂架在第二时长内的回转速度和俯仰速度。
在一个实施例中，环境感知设备包括激光雷达，障碍物信息包括指示障碍物位置的点云数据。请参阅图4，图4是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S14的流程示意图。对步骤S14中根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，可以包括以下步骤：
步骤S141：对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇；
步骤S142：根据环境感知设备与臂架的回转中心之间的位置关系计算多个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集；
步骤S143：计算运动路径在臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集；
步骤S144：将第一坐标集与第二坐标集进行一一匹配；
步骤S145：根据匹配结果确定在运动路径上是否存在障碍物。
具体地，该激光雷达可发射波束，该波束在遇到障碍物之后可被反射，并由激光雷达接收，该激光雷达可根据发射波束及反射波束之间的时间差来确定该障碍物与该激光雷达之间的距离，同时根据该激光雷达所发射的该波束的角度，可以计算该障碍物在一三维直角坐标系下的坐标，进而生成指示所有障碍物位置的点云数据。在步骤S141中，可以采用欧氏距离分割的方式来对点云数据进行分割处理，将点云数据作为欧式聚类的输入，设置欧式空间的搜索半径进行近邻搜索，将满足聚类点云数量阈值的搜索结果作为聚类结果，输出多个点云簇。在步骤S142中，臂架坐标系可以以臂架的回转中心作为坐标原点，根据环境感知设备与臂架的回转中心之间的位置关系，可以分别计算各个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集。在步骤S143中，可以将指示运动路径位置的点云数据同样执行分割处理以得到多个点云簇，并分别计算各个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集。在步骤S144和步骤S145中，若第一坐标集与第二坐标集有交集，则判定匹配成功，确定在运动路径上存在障碍物；反之则判定匹配不成功，确定在运动路径上不存在障碍物。
请参阅图5，图5是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S141的流程示意图。对步骤S141中对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，可以包括以下步骤：
步骤S1411：滤除点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据；
步骤S1412：对滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇。
具体地，由于激光雷达的检测范围通常为一个扇形区域，在激光雷达检测未来第二时长内臂架的运动路径上的所有障碍物时，其检测范围有可能会覆盖臂架本身，导致指示障碍物位置的点云数据中包括臂架点云。因此，在步骤S1411中，需要滤除指示障碍物位置的点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据。相应地，在步骤S1412中，对滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，保证后续确定在运动路径上是否存在障碍物时结果准确。
在一个实施例中，请参阅图6，图6是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞方法中的步骤S15的流程示意图。对步骤S15中在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，可以包括以下步骤：
步骤S151：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，根据运动路径和障碍物信息计算臂架与障碍物之间的最短距离；
步骤S152：确定最短距离是否小于预设安全距离；
步骤S153：在确定最短距离小于预设安全距离的情况下，对臂架执行制动操作。
具体地，在步骤S151中，根据运动路径和指示障碍物位置的点云数据可以计算出臂架与障碍物之间的最短距离，然后进入步骤S152。在步骤S152中，预设安全距离可以根据实际需要进行设置，例如设置为臂架碰撞裕值到最低值时的距离。在步骤S153中，在确定最短距离小于臂架碰撞裕值到最低值时的距离的情况下，如果操作者还未进行正确的干预，此时自动控制对臂架执行制动操作，以确保起重机的运行安全。
在一个可替换或附加实施例中，对步骤S15中在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，可以包括以下步骤：
在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，显示运动路径和障碍物标注信息。
具体地，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，可以通过显示装置显示臂架的运动路径以及在该运动路径上的障碍物标注信息，还可以显示发生碰撞的地点，以便操作者或施工人员根据提示及时操作臂架进行规避或采取制动措施。
在一个可替换或附加实施例中，对步骤S15中在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，可以包括以下步骤：
在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，输出报警信号。
具体地，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，可以通过声光报警装置、蜂鸣器、报警指示灯等报警设备输出报警信号，提醒操作者或施工人员及时操作臂架进行规避或采取制动措施。
在一个实施例中，运动信息包括臂架的速度信息和臂架的加速度信息。
在一个实施例中，臂架的速度信息包括臂架的回转速度信息和/或臂架的俯仰速度信息，臂架的加速度信息包括臂架的回转加速度信息和/或臂架的俯仰加速度信息。
具体地，根据当前时刻之前第一时长内臂架的回转速度信息和/或臂架的俯仰速度信息、臂架的回转加速度信息和/或臂架的俯仰加速度信息，以及臂架的长度信息，可以预测出当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径。
在一个实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在一个实施例中，运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
具体地，在臂架的每个关节上设置有至少一个倾角传感器和/或拉绳传感器，倾角传感器可以直接安装在臂架的各个关节上，拉绳传感器可以安装在臂架的各个关节之间的油缸上。倾角传感器能够检测所在关节的倾斜角度，拉绳传感器能够检测所在油缸的伸缩长度，进而得到各个关节的回转速度信息和/或俯仰速度信息以及回转加速度信息和/或俯仰加速度信息，且倾角传感器和拉绳传感器检测的数据能够相互验证，保证获取到的臂架的运动信息准确。
在一个实施例中，第一时长与第二时长相等。
在一个实施例中，臂架上还设置有安装台，环境感知设备通过安装台安装于臂架上。对步骤S15中根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，具体为：
根据运动路径控制安装台转动以调节环境感知设备的检测方向，使得环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
具体地，安装台可以为云台，云台是安装固定摄像设备、探测设备等的支撑装置，可带动搭载在其上面的摄像设备、探测设备等进行水平和垂直两个方向转动。一般而言，云台内装两个电动机，水平及垂直转动的角度大小可通过限位开关进行调整。本申请实施例中，云台可为一单轴云台或多轴云台，云台和环境感知设备均安装于臂架的末端，云台安装有两个，分别位于臂架的末端的两侧。根据运动路径控制云台转动可以驱动环境感知设备在一个或多个方向上旋转，从而调节环境感知设备的检测方向，进而使环境感知设备的检测范围可以覆盖未来第二时长内臂架的运动路径，实现未来第二时长内臂架的运动路径上的所有障碍物全部可以被检测到。
通过上述技术方案，即通过获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息，并根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径，然后获取环境感知设备检测到的障碍物信息，并根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，通过该类方式，无需依赖施工人员的观察和沟通来产生的臂架周边环境感知结果，减少了操作者的工作强度，提高了施工效率、同时降低了施工时的事故风险。
本申请实施例还提供一种处理器，臂架设置有用于检测运动信息的运动检测设备和用于检测障碍物信息的环境感知设备，处理器被配置为执行如下方法：获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息；根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径；获取环境感知设备检测到的障碍物信息；根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物；以及在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施。
在一个实施例中，方法还包括：根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
在一个实施例中，根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：根据运动路径确定臂架在第二时长内的运动速度；根据运动速度调节环境感知设备的检测方向，以使得检测方向跟随臂架移动。
在一个实施例中，运动速度包括臂架的回转速度和/或臂架的俯仰速度。
在一个实施例中，环境感知设备包括激光雷达，障碍物信息包括指示障碍物位置的点云数据；根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，包括：对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇；根据环境感知设备与臂架的回转中心之间的位置关系计算多个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集；计算运动路径在臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集；将第一坐标集与第二坐标集进行一一匹配；根据匹配结果确定在运动路径上是否存在障碍物。
在一个实施例中，对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，包括：滤除点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据；对滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇。
在一个实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，根据运动路径和障碍物信息计算臂架与障碍物之间的最短距离；确定最短距离是否小于预设安全距离；在确定最短距离小于预设安全距离的情况下，对臂架执行制动操作。
在一个实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，显示运动路径和障碍物标注信息，以及输出报警信号。
在一个实施例中，运动信息包括臂架的速度信息和臂架的加速度信息。
在一个实施例中，臂架的速度信息包括臂架的回转速度信息和/或臂架的俯仰速度信息，臂架的加速度信息包括臂架的回转加速度信息和/或臂架的俯仰加速度信息。
在一个实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在一个实施例中，运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
在一个实施例中，第一时长与第二时长相等。
在一个实施例中，臂架上还设置有安装台，环境感知设备通过安装台安装于臂架上；根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：根据运动路径控制安装台转动以调节环境感知设备的检测方向，使得环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
请参阅图7，图7是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞装置的结构示意图。如图7所示，在本申请一实施例中，提供了一种用于臂架的防碰撞装置，该防碰撞装置包括：
运动检测设备10，设置于臂架上，被配置为检测臂架的运动信息；
环境感知设备20，设置于臂架上，被配置为检测障碍物信息；
处理器30，被配置为执行上述实施例以及变形例的部分步骤或者全部步骤。
请参阅图8，图8是本申请实施例中所提供的用于臂架的防碰撞装置中的另一结构示意图。如图8所示，在本申请一实施例中，该防碰撞装置还包括制动设备40；
处理器30还被配置为执行如下方法：
控制制动设备对臂架执行制动操作。
在一个实施例中，该防碰撞装置还包括人机交互设备50和报警设备60；
处理器30还被配置为执行如下方法：
控制人机交互设备50显示运动路径和障碍物标注信息，以及控制报警设备60输出报警信号。
在一个实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备10。
在一个实施例中，运动检测设备10包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
在一个实施例中，臂架上还设置有安装台70，环境感知设备20通过安装台70安装于臂架上。
在一个实施例中，安装台70和环境感知设备20均安装于臂架的末端，环境感知设备20为激光雷达。
需要说明的是，上述实施例提供的装置在执行相关操作时，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用时，可以根据需要而将上述处理分配由不同的程序模块完成，即将终端的内部结构划分成不同的程序模块，以完成以上描述的全部或者部分处理。另外，上述实施例提供的装置与上述实施例中的方法实施例属于同一构思，其具体实现过程详见方法实施例，这里不再赘述。
基于上述程序模块的硬件实现，且为了实现本申请实施例的方法，本申请实施例还提供一种起重机，包括：臂架；以及上述的用于臂架的防碰撞装置。
在一个实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在一个实施例中，起重机还可以包括：
通信接口，能够与其他设备(比如网络设备、终端等)进行信息交互；
处理器，与通信接口连接，以实现与其他设备进行信息交互，用于运行计算机程序时，执行上述一个或多个技术方案提供的方法；
存储器，用于存储能够在处理器上运行的计算机程序。
处理器中包含内核，由内核去存储器中调取相应的程序单元。内核可以设置一个或以上，通过调整内核参数来实现上述一个或多个技术方案提供的方法。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)，存储器包括至少一个存储芯片。
需要说明的是，处理器具体执行上述操作的过程详见方法实施例，这里不再赘述。
实际应用时，起重机中的各个组件可以通过总线系统耦合在一起。可以理解，总线系统用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。
本申请实施例中的存储器用于存储各种类型的数据以支持起重机的操作。这些数据的示例包括：用于在起重机上操作的任何计算机程序。
上述本申请实施例揭示的方法可以应用于处理器中，或者由处理器实现。处理器可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(DSP，Digital Signal Processor)，或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。处理器可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤，可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于存储介质中，该存储介质位于存储器，处理器读取存储器中的信息，结合其硬件完成前述方法的步骤。
在示例性实施例中，起重机可以被一个或多个应用专用集成电路(A S IC，Application Specific Integrated Circuit)、DSP、可编程逻辑器件(PLD，ProgrammableLogic Device)、复杂可编程逻辑器件(CPLD，Complex Programmable LogicDevice)、现场可编程门阵列(FPGA，Field Programmable Gate Array)、通用处理器、控制器、微控制器(MCU，Micro Controller Unit)、微处理器(Microprocessor)、或者其他电子元件实现，用于执行前述方法。
可以理解，本申请实施例的存储器可以是易失性存储器或者非易失性存储器，也可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(ROM，ReadOnly Memory)、可编程只读存储器(PROM，Programmable Read Only Memory)、可擦除可编程只读存储器(EPROM，Erasable Programmable Read Only Memory)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM，Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)、磁性随机存取存储器(FRAM，ferromagnetic random access memory)、快闪存储器(FlashMemory)、磁表面存储器、光盘、或只读光盘(CD ROM，Compact Disc Read Only Memory)；磁表面存储器可以是磁盘存储器或磁带存储器。易失性存储器可以是随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(SRAM，Static Random Access Memory)、同步静态随机存取存储器(SSRAM，Synchronous Static Random Access Memory)、动态随机存取存储器(DRAM，Dynamic Random Access Memory)、同步动态随机存取存储器(SDRAM，Synchronous Dynamic Random Access Memory)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(DDRSDRAM，Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory)、增强型同步动态随机存取存储器(ESDRAM，Enhanced Synchronous Dynamic Random AccessMemory)、同步连接动态随机存取存储器(SLDRAM，SyncLink Dynamic Random AccessMemory)、直接内存总线随机存取存储器(DRRAM，Direct Rambus Random Access Memory)。本申请实施例描述的存储器旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本申请实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令在被处理器执行时使得处理器执行如下方法：获取运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内臂架的运动信息；根据运动信息预测当前时刻之后第二时长内臂架的运动路径；获取环境感知设备检测到的障碍物信息；根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物；以及在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施。
在一个实施例中，方法还包括：根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
在一个实施例中，根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：根据运动路径确定臂架在第二时长内的运动速度；根据运动速度调节环境感知设备的检测方向，以使得检测方向跟随臂架移动。
在一个实施例中，运动速度包括臂架的回转速度和/或臂架的俯仰速度。
在一个实施例中，环境感知设备包括激光雷达，障碍物信息包括指示障碍物位置的点云数据；根据障碍物信息确定在运动路径上是否存在障碍物，包括：对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇；根据环境感知设备与臂架的回转中心之间的位置关系计算多个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集；计算运动路径在臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集；将第一坐标集与第二坐标集进行一一匹配；根据匹配结果确定在运动路径上是否存在障碍物。
在一个实施例中，对点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，包括：滤除点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据；对滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇。
在一个实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，根据运动路径和障碍物信息计算臂架与障碍物之间的最短距离；确定最短距离是否小于预设安全距离；在确定最短距离小于预设安全距离的情况下，对臂架执行制动操作。
在一个实施例中，在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：在确定在运动路径上存在障碍物的情况下，显示运动路径和障碍物标注信息，以及输出报警信号。
在一个实施例中，运动信息包括臂架的速度信息和臂架的加速度信息。
在一个实施例中，臂架的速度信息包括臂架的回转速度信息和/或臂架的俯仰速度信息，臂架的加速度信息包括臂架的回转加速度信息和/或臂架的俯仰加速度信息。
在一个实施例中，臂架包括多个关节，每个关节上设置有至少一个运动检测设备。
在一个实施例中，运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
在一个实施例中，第一时长与第二时长相等。
在一个实施例中，臂架上还设置有安装台，环境感知设备通过安装台安装于臂架上；根据运动路径调节环境感知设备的检测方向，以使环境感知设备的检测范围覆盖运动路径，包括：根据运动路径控制安装台转动以调节环境感知设备的检测方向，使得环境感知设备的检测范围覆盖运动路径。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图9所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器A01、网络接口A02、显示屏A04、输入装置A05和存储器(图中未示出)。其中，该计算机设备的处理器A01用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括内存储器A03和非易失性存储介质A06。该非易失性存储介质A06存储有操作系统B01和计算机程序B02。该内存储器A03为非易失性存储介质A06中的操作系统B01和计算机程序B02的运行提供环境。该计算机设备的网络接口A02用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器A01执行时以实现上述任意一项实施例的方法。该计算机设备的显示屏A04可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置A05可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
本申请实施例还提供一种设备，设备包括处理器、存储器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现上述任意一项实施例的方法。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(CPU)、输入/输出接口、网络接口和内存。
存储器可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(RAM)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(ROM)或闪存(flash RAM)。存储器是计算机可读介质的示例。
计算机可读介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。按照本文中的界定，计算机可读介质不包括暂存电脑可读媒体(transitory media)，如调制的数据信号和载波。
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、商品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、商品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、商品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (23)

1.一种用于臂架的防碰撞方法，其特征在于，所述臂架设置有用于检测运动信息的运动检测设备和用于检测障碍物信息的环境感知设备，所述防碰撞方法包括：
获取所述运动检测设备检测到的当前时刻之前第一时长内所述臂架的运动信息；
根据所述运动信息预测所述当前时刻之后第二时长内所述臂架的运动路径；
获取所述环境感知设备检测到的障碍物信息；
根据所述障碍物信息确定在所述运动路径上是否存在障碍物；以及
在确定在所述运动路径上存在所述障碍物的情况下，执行防碰撞措施；
所述环境感知设备包括激光雷达，所述障碍物信息包括指示所述障碍物位置的点云数据；
所述根据所述障碍物信息确定在所述运动路径上是否存在障碍物，包括：
对所述点云数据执行分割处理以得到多个点云簇；
根据所述环境感知设备与所述臂架的回转中心之间的位置关系计算所述多个点云簇在臂架坐标系下的坐标，得到第一坐标集；
计算所述运动路径在所述臂架坐标系下的坐标，得到第二坐标集；
将所述第一坐标集与所述第二坐标集进行一一匹配；
根据匹配结果确定在所述运动路径上是否存在障碍物；
所述在确定在所述运动路径上存在所述障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：
在确定在所述运动路径上存在所述障碍物的情况下，根据所述运动路径和所述障碍物信息计算所述臂架与所述障碍物之间的最短距离；
确定所述最短距离是否小于预设安全距离；
在确定所述最短距离小于所述预设安全距离的情况下，对所述臂架执行制动操作。
2.根据权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于，所述防碰撞方法还包括：
根据所述运动路径调节所述环境感知设备的检测方向，以使所述环境感知设备的检测范围覆盖所述运动路径。
3.根据权利要求2所述的防碰撞方法，其特征在于，
根据所述运动路径确定所述臂架在所述第二时长内的运动速度；
根据所述运动速度调节所述环境感知设备的检测方向，以使得所述检测方向跟随所述臂架移动。
4.根据权利要求3所述的防碰撞方法，其特征在于，所述运动速度包括所述臂架的回转速度和/或所述臂架的俯仰速度。
5.根据权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于，所述对所述点云数据执行分割处理以得到多个点云簇，包括：
滤除所述点云数据中的臂架点云，得到滤除后的点云数据；
对所述滤除后的点云数据执行分割处理以得到多个点云簇。
6.根据权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于，所述在确定在所述运动路径上存在所述障碍物的情况下，执行防碰撞措施，包括：
在确定在所述运动路径上存在所述障碍物的情况下，显示所述运动路径和障碍物标注信息，以及输出报警信号。
7.根据权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于，所述运动信息包括所述臂架的速度信息和所述臂架的加速度信息。
8.根据权利要求7所述的防碰撞方法，其特征在于，所述臂架的速度信息包括所述臂架的回转速度信息和/或所述臂架的俯仰速度信息，所述臂架的加速度信息包括所述臂架的回转加速度信息和/或所述臂架的俯仰加速度信息。
9.根据权利要求8所述的防碰撞方法，其特征在于，所述臂架包括多个关节，每个所述关节上设置有至少一个所述运动检测设备。
10.根据权利要求9所述的防碰撞方法，其特征在于，所述运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
11.根据权利要求1所述的防碰撞方法，其特征在于，所述第一时长与所述第二时长相等。
12.根据权利要求2所述的防碰撞方法，其特征在于，所述臂架上还设置有安装台，所述环境感知设备通过所述安装台安装于所述臂架上；
所述根据所述运动路径调节所述环境感知设备的检测方向，以使所述环境感知设备的检测范围覆盖所述运动路径，包括：
根据所述运动路径控制所述安装台转动以调节所述环境感知设备的检测方向，使得所述环境感知设备的检测范围覆盖所述运动路径。
13.一种处理器，其特征在于，被配置为执行根据权利要求1至12中任意一项所述的用于臂架的防碰撞方法。
14.一种用于臂架的防碰撞装置，其特征在于，包括：
运动检测设备，设置于所述臂架上，被配置为检测所述臂架的运动信息；
环境感知设备，设置于所述臂架上，被配置为检测障碍物信息；以及
根据权利要求13所述的处理器。
15.根据权利要求14所述的防碰撞装置，其特征在于，所述防碰撞装置还包括制动设备；
所述处理器还被配置为：
控制所述制动设备对所述臂架执行制动操作。
16.根据权利要求14所述的防碰撞装置，其特征在于，所述防碰撞装置还包括人机交互设备和报警设备；
所述处理器还被配置为：
控制所述人机交互设备显示所述运动路径和障碍物标注信息，以及控制所述报警设备输出报警信号。
17.根据权利要求14所述的防碰撞装置，其特征在于，所述臂架包括多个关节，每个所述关节上设置有至少一个所述运动检测设备。
18.根据权利要求17所述的防碰撞装置，其特征在于，所述运动检测设备包括倾角传感器和/或拉绳传感器。
19.根据权利要求14所述的防碰撞装置，其特征在于，所述臂架上还设置有安装台，所述环境感知设备通过所述安装台安装于所述臂架上。
20.根据权利要求19所述的防碰撞装置，其特征在于，所述安装台和所述环境感知设备均安装于所述臂架的末端，所述环境感知设备为激光雷达。
21.一种起重机，其特征在于，包括：
臂架；以及
根据权利要求14至20中任意一项所述的用于臂架的防碰撞装置。
22.根据权利要求21所述的起重机，其特征在于，所述臂架包括多个关节，每个所述关节上设置有至少一个所述运动检测设备。
23.一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，其特征在于，该指令在被处理器执行时使得所述处理器被配置成执行根据权利要求1至12中任一项所述的用于臂架的防碰撞方法。
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