CN114455490A - 一种塔机安全控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本说明书实施例提供一种塔机安全控制方法及系统，该方法包括：从至少两个塔机的控制设备中获取至少两个塔机对应的工作参数；对于至少两个塔机中的每一个，基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数，移动参数包括转动角度和/或上下移动距离；基于移动参数和塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后至少一个关键点的运动位置；基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置；基于至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断至少两个塔机是否可能发生碰撞；响应于至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。

Description

一种塔机安全控制方法及系统

技术领域

本说明书涉及塔机安全领域，特别涉及一种塔机安全控制方法及系统。

背景技术

随着建筑行业的迅速发展，一些不便于运输的建筑原材料如钢筋等需要通过塔机进行吊装。大型工程施工时，为了保证施工工程的全面覆盖，一般需要数台塔机进行群塔作业。但是，由于施工场地的限制，塔机安装密集，塔机之间可能存在交叉作业的情况。在施工过程中，塔机在交叉作业时可能发生碰撞。

因此，希望提供一种塔机安全控制方法，降低塔机发生碰撞的风险。

发明内容

本说明书实施例之一提供一种塔机安全控制方法，所述方法包括：从至少两个塔机的控制设备中获取至少两个塔机对应的工作参数；对于至少两个塔机中的每一个，基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数，移动参数包括转动角度和/或上下移动距离；基于移动参数和塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后至少一个关键点的运动位置；基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置；基于至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断至少两个塔机是否可能发生碰撞；响应于至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。

本说明书实施例之一提供一种塔机安全控制系统，所述系统包括：获取模块，用于从至少两个塔机的控制设备中获取至少两个塔机对应的工作参数；确定模块，用于：对于至少两个塔机中的每一个，基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数，移动参数包括转动角度和/或上下移动距离；基于移动参数和所述塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后所述至少一个关键点的运动位置；基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置；判断模块，用于基于至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断至少两个塔机是否可能发生碰撞；报警模块，用于响应于至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。

本说明书实施例之一提供一种塔机安全控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行如上述实施例中任一项所述塔机安全控制方法。

本说明书实施例之一提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如上述实施例中任一项所述塔机安全控制方法。

附图说明

本说明书将以示例性实施例的方式进一步说明，这些示例性实施例将通过附图进行详细描述。这些实施例并非限制性的，在这些实施例中，相同的编号表示相同的结构，其中：

图1是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制系统的应用场景示意图；

图2是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制系统的示例性模块图：

图3是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制方法的示例性流程图；

图4是根据本说明书一些实施例所示的确定关键点的示例性流程图；

图5是根据本说明书一些实施例所示的确定移动参数的示例性示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本说明书实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本说明书的一些示例或实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图将本说明书应用于其它类似情景。除非从语言环境中显而易见或另做说明，图中相同标号代表相同结构或操作。

应当理解，本文使用的“系统”、“装置”、“单元”和/或“模块”是用于区分不同级别的不同组件、元件、部件、部分或装配的一种方法。然而，如果其他词语可实现相同的目的，则可通过其他表达来替换所述词语。

如本说明书和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。一般说来，术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素，而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列，方法或者设备也可能包含其它的步骤或元素。

本说明书中使用了流程图用来说明根据本说明书的实施例的系统所执行的操作。应当理解的是，前面或后面操作不一定按照顺序来精确地执行。相反，可以按照倒序或同时处理各个步骤。同时，也可以将其他操作添加到这些过程中，或从这些过程移除某一步或数步操作。

本说明书实施例涉及一种塔机安全控制方法和系统，该塔机安全控制方法和系统可以应用于塔机总控台等与塔机控制相关的终端，或手机、平板电脑、笔记本电脑等智能终端，应用领域可以为工程设备控制、施工安全管理等。

图1是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制系统的应用场景示意图。

如图1所示，本说明书实施例所涉及的应用场景100可以包括服务器110、网络120、存储设备130以及塔机140。

在一些实施例中，塔机安全控制系统可以用于塔机操作、塔机调度、施工安全管理等场景。在一些实施例中，塔机安全控制系统可以通过实施本说明书一些实施例中披露的方法和/或过程来实现塔机安全控制。

服务器110可以用于处理与塔机安全控制系统相关的信息和/或数据。服务器110可以从塔机的控制设备中获取数据。例如，服务器110可以从塔机的控制设备中获取对应的工作参数。服务器110可以对获取的数据进行处理。例如，服务器110可以基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数，并可以基于移动参数和塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后至少一个关键点的运动位置。进一步地，服务器110可以基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置，以及基于至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断塔机之间是否可能发生碰撞等。在一些实施例中，服务器110可以是单个服务器，也可以是服务器组。在一些实施例中，服务器110可以是本地的，也可以是远程的。

网络120可以包括提供能够促进塔机安全控制系统的信息和/或数据交换的任何合适的网络。在一些实施例中，塔机安全控制系统的一个或以上组件可以经由网络120将信息和/或数据发送至塔机安全控制系统的其他组件。例如，服务器110可以经由网络120接收从塔机140的控制设备中获取的塔机对应的工作参数。又例如，服务器110可以通过网络120访问存储设备130存储的数据和/或指令。网络120可以包括局域网(LAN)、广域网(WAN)、有线网络、无线网络等或其任意组合。

存储设备130可以用于存储数据、指令和/或任何其他信息。在一些实施例中，存储设备130可以存储从服务器110和/或塔机140中获得的数据。例如，存储设备130可以存储从塔机140中获得的塔机的工作参数。在一些实施例中，存储设备130可以储存服务器110用来执行或使用以完成本说明书中描述的示例性方法的数据和/或指令。在一些实施例中，存储设备130可以设置在塔机140中。在一些实施例中，存储设备130可包括大容量存储器、可移除存储器等或其任意组合。

塔机140可以是指一定作业区域内的塔机群。在一些实施例中，塔机140可以包括至少两个塔机，该塔机群中至少两个塔机存在交叉作业。在一些实施例中，塔机140中的各个塔机上可以包括塔臂、吊钩、滑车、平衡臂、摄像头等部件。在一些实施例中，塔机140中的各个塔机上包括控制设备(未在图中示出)，其可以用于控制并管理对应的塔机。在一些实施例中，服务器110可以与塔机140中各个塔机上的控制设备进行通信连接，并可以从控制设备中获取对应塔机的工作参数。在一些实施例中，塔机140可以由塔机总控台进行控制和管理，塔机安全控制系统可以部署在塔机总控台，塔机总控台可以通过塔机安全控制系统控制塔机140中的一个或多个塔机的控制设备，从而达到控制对应塔机的目的。

在一些实施例中，服务器110、存储设备130可以设置在塔机总控台中。塔机安全控制系统可以从存储设备130中获取数据、指令和/或任何其他信息，并通过服务器110与塔机的控制设备进行通信连接，以处理与塔机相关的数据(例如，判断塔机之间是否会发生碰撞)以及通过服务器110向塔机的控制设备发送相关控制指令以实现塔机安全控制。

应当注意，塔机安全控制系统与应用场景100仅仅是为了说明的目的而提供的，并不意图限制本说明书的范围。对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本说明书的描述，做出多种修改或变化。例如，应用场景100还可以包括数据库。又例如，应用场景100可以在其它设备上实现类似或不同的功能。然而，这些变化和修改不会背离本说明书的范围。

图2是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制系统的示例性模块图。

在一些实施例中，塔机安全控制系统200可以包括获取模块210、确定模块220、判断模块230和报警模块240。

在一些实施例中，获取模块210可以从至少两个塔机的控制设备中获取至少两个塔机对应的工作参数。在一些实施例中，获取模块210可以获取安装在塔机上的摄像头拍摄的工作图像。

在一些实施例中，对于至少两个塔机中的每一个，确定模块220可以基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数。

在一些实施例中，确定模块220可以基于塔机对应的工作参数，确定预设时间后塔机的初始移动参数；基于运动传感器获取塔机的实时速度参数；基于实时速度参数对初始移动参数进行更新，确定预设时间后塔机的移动参数。

在一些实施例中，确定模块220可以基于预测模型确定预设时间后塔机的移动参数。

在一些实施例中，确定模块220可以基于移动参数和塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后至少一个关键点的运动位置。

在一些实施例中，确定模块220可以进一步基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置。

在一些实施例中，判断模块230可以用于基于至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断至少两个塔机是否可能发生碰撞。

在一些实施例中，报警模块240可以用于响应于至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。

关于获取模块210、确定模块220、判断模块230、报警模块240的更多内容参见图3-5。

需要注意的是，以上对于候选项显示、确定系统及其模块的描述，仅为描述方便，并不能把本说明书限制在所举实施例范围之内。可以理解，对于本领域的技术人员来说，在了解该系统的原理后，可在不背离这一原理的情况下，对各个模块进行任意组合，或者构成子系统与其他模块连接。在一些实施例中，图2中披露的以上模块可以是一个系统中的不同模块，也可以是一个模块实现上述的两个或两个以上模块的功能。例如，各个模块可以共用一个存储模块，各个模块也可以分别具有各自的存储模块。诸如此类的变形，均在本说明书的保护范围之内。

图3是根据本说明书一些实施例所示的塔机安全控制方法的示例性流程图。如图3所示，流程300包括下述步骤。在一些实施例中，流程300可以由服务器(例如，服务器110)执行。例如，流程300可以以程序或指令的形式存储在存储设备中，当服务器或图2所示的模块执行程序或指令时，可以实现流程300。在一些实施例中，流程300可以利用以下未描述的一个或以上附加操作，和/或不通过以下所讨论的一个或以上操作完成。

在一些实施例中，塔机群的塔机总控台可以对作业区域中的塔机进行远程控制和管理。塔机安全控制系统可以部署于塔机总控台中，并实现下述步骤中的塔机安全控制方法。作业区域可以是塔机群作业时形成的空间区域。在一些实施例中，塔机群中的各个塔机存在一个单独作业区域，单曲作业区域可以是每个塔机作业时对应形成的一个空间区域。在一些实施例中，作业区域内包括至少两个塔机，该至少两个塔机之间存在交叉作业。交叉作业可以是指至少两个塔机的单独作业区域之间存在相交的情况。在一些实施例中，作业区域可以由处于工作状态的至少两个塔机对应的单独作业区域构成。在一些实施例中，作业区域中还可以包括未进入工作状态的塔机，未进入工作状态的塔机与其他塔机之间也可能存在交叉作业，即未进入工作状态的塔机当前所处的空间区域与其他塔机的单独作业区域之间存在相交的情况。至少两个塔机存在交叉作业时，塔机或塔机上运载的物体存在发生碰撞的可能性。

步骤310，从至少两个塔机的控制设备中获取至少两个塔机对应的工作参数。在一些实施例中，该步骤可由获取模块210执行。

控制设备可以用于管理和控制对应的塔机。控制设备设置在塔机上，塔机上的控制设备可以与塔机总控台的服务器(例如，服务器110)通信连接，用于传输数据和接收并执行控制指令。在一些实施例中，每个塔机上可以包括一个控制设备，用于管理和控制对应的塔机。例如，塔机a上的控制设备可以响应于塔机总控台的指令，控制塔机a进行起升、回转、变幅等操作。在一些实施例中，多个塔机可以由一个控制设备进行管控。例如，塔机b、c、d可以由一个控制设备进行管控，该控制设备可以响应于塔机总控台的指令，控制塔机b、c、d联动进行(例如，同步进行)起升、回转、变幅等操作。

工作参数可以是与塔机作业相关的参数。工作参数可以包括起升速度、回转速度、变幅速度等至少一种速度参数。起升速度可以是吊钩上下升降的速度和/或加速度，回转速度可以是塔臂进行左右回转时的角速度和/或角加速度，变幅速度可以是滑车进行前后变幅的速度和/或加速度。在一些实施例中，工作参数还可以包括起升高度、起重量、回转角度等参数。在一些实施例中，工作参数中还可以包括塔机的固有参数，例如，固有参数包括塔机的高度、塔臂长度、塔臂距离地面的高度等。在一些实施例中，工作参数可以是固定值，也可以是参数范围。

在一些实施例中，获取模块210可以通过塔机上的控制设备获取对应塔机的工作参数，也可以通过塔机的使用说明书/技术手册获取对应塔机的工作参数。在一些实施例中，在接收到塔机总控台的调整指令后，塔机的工作参数可以进行更新。例如，调整指令为调整塔机a的起升速度为2m/min，则可以确定塔机a更新后的工作参数中起升速度为2m/min，对应的，获取模块210也可以根据塔机总控台的调整指令获取对应塔机的工作参数。

步骤320，对于至少两个塔机中的每一个，基于塔机对应的工作参数确定预设时间后塔机的移动参数，移动参数包括转动角度和/或上下移动距离。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。

预设时间可以是预先设置的一个时间段，例如5分钟、10分钟。预设时间可以由人工设置。在一些实施例中，预设时间可以基于工作参数中的速度参数确定，例如，当速度参数中的起升速度较大时，预设时间可以设置为较短的时间段。在一些实施例中，预设时间还可以基于实时速度参数进行调整。关于实时速度参数、基于实时速度参数调整预设时间的更多内容参见下文。

移动参数可以是反映塔机在一段时间后(例如，预设时间后)的运动情况的参数。移动参数可以包括转动角度和/或上下移动距离。例如，移动参数可以是4m或-4m，表示塔机在预设时间后上升或下降了4m；移动参数可以是10°或-10°，表示塔机在预设时间后顺时针或逆时针转动了10°。

在一些实施例中，确定模块220可以通过预设时间和工作参数确定预设时间后塔机的移动参数。例如，预设时间为2mins，工作参数中的起升速度为8m/min，确定模块220可以通过计算确定移动参数中的上下移动距离为16m。

在一些实施例中，确定模块220还可以基于塔机对应的工作参数，确定预设时间后塔机的初始移动参数；基于运动传感器获取塔机的实时速度参数；基于实时速度参数对初始移动参数进行更新，确定预设时间后塔机的移动参数。

初始移动参数可以是基于塔机的工作参数确定的移动参数。与移动参数的确定方法类似，确定模块220可以通过预设时间和工作参数确定预设时间后塔机的初始移动参数，在此不再赘述。

实时速度参数可以是塔机在工作过程中实际的速度参数。与速度参数类似，实时速度参数可以包括起升速度、回转速度、变幅速度中的至少一种。在一些实施例中，塔机在工作过程中的实时速度参数可以是恒定不变的，也可以是变化的。变化的实时速度参数可以与时间点对应，反映塔机作业过程中各个时间点对应的实时速度参数。在一些实施例中，实时速度参数可以基于运动传感器获取。运动传感器可以包括速度传感器、加速度传感器或角速度传感器。例如，实时速度参数中的起升速度可以通过速度传感器和/或加速度传感器获取。

在一些实施例中，实时速度参数可以用于对预设时间进行调整。在一些实施例中，根据实时速度参数与工作参数中速度参数之间的速度差值，可以相应调整预设时间。例如，当速度差值超过差值阈值时，可以缩短预设时间。差值阈值可以由人为设定，例如，差值阈值可以是1m/min。

塔机上由于运载着不同重量的物体，因此塔机的实时速度参数与工作参数中的速度参数之间可能存在差别，通过判断实时速度参数与工作参数中的速度参数之间的速度差值是否超过差值阈值，可以判断塔机的实时速度参数与工作参数中的速度参数是否相差过大。由此，响应于速度差值超过差值阈值，可以缩短预设时间，以便对塔机的工作过程进行严密监控，避免出现对塔机的运动不可控(例如，碰撞等)的情况。

在一些实施例中，确定模块220还可以基于预测模型确定预设时间后塔机的移动参数。关于基于预测模型确定移动参数的更多内容参见图5及其相关描述。

步骤330，基于移动参数和塔机上至少一个关键点的初始位置，确定预设时间后至少一个关键点的运动位置。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。

关键点可以是塔机或塔机上运载的物体上的特定位置点。在一些实施例中，关键点可以是塔机或塔机上运载的物体容易与其他塔机或塔机上运载的物体发生碰撞的点，例如，塔臂的最远端、吊钩的最底端、以及运载的物体的轮廓点等。在一些实施例中，塔机的至少一个关键点可以包括塔机上的部件交叉点和/或部件顶点。部件交叉点可以是塔机上至少两个部件相交的点，例如，塔臂与吊钩的交点等。部件顶点可以是例如塔臂的顶端、吊钩的顶端、平衡臂的顶端等的位置点。

在一些实施例中，关键点可以由人为设置，例如，确定模块220可以直接将塔臂的顶端、吊钩的顶端、平衡臂的顶端等位置点设置为关键点。在一些实施例中，当塔机上运载有物体时，确定模块220还可以将物体的轮廓点确定为关键点。关于将物体轮廓点确定为关键点的更多内容参见图4及其相关描述。

关键点的初始位置可以是塔机开始作业时关键点所处的位置。关键点的运动位置可以是塔机作业至预设时间后关键点所处的位置。在一些实施例中，关键点的初始位置、关键点的运动位置可以用三维坐标表示。该三维坐标可以以其中一个塔机的几何中心(例如，中心、重心等)为原点，也可以以其中一个塔机与地面的接触面的几何中心为原点。

在一些实施例中，确定模块220可以由移动参数和至少一个关键点的初始位置来确定预设时间后至少一个关键点的运动位置。例如，预设时间后的移动参数中的上下移动距离为-2m，转动角度为0，关键点的初始位置为(10,8,6)，则可以确定关键点的运动位置为(10,6,6)。在一些实施例中，关键点的运动位置还可以通过其他方式确定，例如通过距离传感器测量得到，在此不做限制。

步骤340，基于至少一个关键点的运动位置，确定塔机上至少一个关键线段的运动位置。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。

关键线段可以是同一塔机上的至少两个关键点连接形成的线段。关键线段可以反映塔机上的部件或物体的位置。例如，塔臂前后两个顶点相连形成的线段为一个关键线段，该关键线段可以反映塔臂的位置。在一些实施例中，关键线段还包括物体的轮廓线段、物体的轮廓点与塔机的关键点的连线。例如，关键线段可以是物体的轮廓点与吊钩的顶点相连形成的线段，也可以是物体的轮廓点与塔臂的顶点相连形成的线段。

关于物体的轮廓点的更多内容参见图4及其相关描述。

关键线段的运动位置可以是塔机作业至预设时间后关键线段所处的位置。如上所述，例如，关键线段可以反映塔臂的位置，则该关键线段的运动位置可以反映塔机作业至预设时间后塔臂所处的位置。

在一些实施例中，确定模块220可以将至少两个关键点的运动位置连线后得到关键线段的运动位置。

步骤350，基于至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断至少两个塔机是否可能发生碰撞。在一些实施例中，该步骤可由判断模块230执行。

距离关系可以是两个关键线段在空间上的距离满足的关系。例如，距离关系可以是两个关键线段之间的最短距离是否小于距离阈值，距离阈值可以由人为设置。

在一些实施例中，两个关键线段的最短距离可以通过空间几何计算确定，例如，将预设时间后的两个关键线段的运动位置(或其延长线)之间的公垂线的长度确定为这两个关键线段的最短距离。

在一些实施例中，当至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间的距离满足一定的距离关系时(例如，最短距离超过距离阈值)，判断模块230可以判断该至少两个塔机之间不会发生碰撞。当至少两个塔机上至少一个关键线段的运动位置之间不满足一定的距离关系时(例如，最短距离不超过距离阈值)，判断模块230可以判断该至少两个塔机之间可能会发生碰撞。

步骤360，响应于至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。在一些实施例中，该步骤可由报警模块240执行。

在一些实施例中，响应于至少两个塔机可能发生碰撞，报警模块240可以向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。发出警报的方式可以包括但不限于鸣笛、警示语音、警示灯等方式。

在一些实施例中，响应于至少两个塔机可能发生碰撞，报警模块240可以进一步与可能发生碰撞的塔机的控制设备进行通信，通知对应的控制设备对塔机作出相应的控制操作以避免发生碰撞。例如，报警模块240可以通知对应的塔机的控制设备关停该塔机或调整该塔机的工作参数。

在一些实施例中，报警模块240还可以向塔机总控台、后台人员等发出警报，以加强警示效果，提醒相关人员注意。

通过本说明书一些实施例中的塔机安全控制方法，可以实现对塔机作业过程中的位置变化进行全方位控制及管理，准确地判断相关塔机之间是否会发生碰撞，并及时作出预警和对应的操作，有效保障了塔机施工的安全性。

应当注意的是，上述有关流程300的描述仅仅是为了示例和说明，而不限定本说明书的适用范围。对于本领域技术人员来说，在本说明书的指导下可以对流程300进行各种修正和改变。然而，这些修正和改变仍在本说明书的范围之内。例如，流程300还可以包括预处理、后处理步骤。

图4是根据本说明书一些实施例所示的确定关键点的示例性流程图。如图4所示，流程400包括下述步骤。在一些实施例中，流程400可以由服务器(例如，服务器110)执行。例如，流程400可以以程序或指令的形式存储在存储设备中，当服务器或图2所示的模块执行程序或指令时，可以实现流程400。在一些实施例中，流程400可以利用以下未描述的一个或以上附加操作，和/或不通过以下所讨论的一个或以上操作完成。

步骤410，获取安装在塔机上的摄像头拍摄的工作图像。在一些实施例中，该步骤可由获取模块210执行。

摄像头可以是任何用于获取图像、视频的拍摄设备。例如，摄像机、相机、录像设备等。摄像头可以安装在吊钩的上方(例如，正上方或斜上方)，并与吊钩一起运动。在一些实施例中，摄像头可以在塔机作业过程中拍摄对应塔机的工作图像，拍摄的工作图像中可以包括吊钩和吊钩上运载的物体(若吊钩上运载有物体)。

工作图像可以是塔机作业过程中的图像。例如，工作图像可以是塔机起吊物体时的图像、塔机运载物体进行移动时的图像、塔机空载时的图像等。在一些实施例中，由于摄像头安装在吊钩的上方，摄像头拍摄的工作图像中可以包括吊钩。

在一些实施例中，塔机总控台可以指示塔机的控制设备将该塔机上摄像头拍摄的工作图像预先存储在存储设备(例如，存储设备130)中，获取模块210可以从存储设备中获取工作图像。在一些实施例中，获取模块210还可以直接经由塔机的控制设备获取该塔机上的摄像头拍摄的工作图像。

步骤420，对工作图像进行识别，判断塔机是否运载有物体。在一些实施例中，该步骤可由判断模块230执行。

物体可以是塔机运载的任何实体。例如，钢筋、混凝土、钢管等。在一些实施例中，不同塔机运载的物体之间、物体与塔机之间也可能发生碰撞，例如长度较长的物体(例如，钢管等)，可能会与其他塔机或其他塔机运载的物体发生碰撞。

在一些实施例中，判断模块230可以经由机器学习模型(例如，识别模型)对工作图像进行识别，判断塔机是否运载有物体。在一些实施例中，还可以通过人为识别来判断塔机是否运载有物体。在一些实施例中，判断模块230还可以通过吊钩的承重力变化来判断塔机是否运载有物体，例如，当吊钩的承重力大于空载时的承重力时，可以判断出塔机运载有物体。

步骤430，响应于运载有物体，基于工作图像确定物体的至少一个轮廓点。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。

轮廓点可以是物体轮廓或边界上的点。例如，钢管的两个端点等。

在一些实施例中，响应于运载有物体，确定模块220可以基于识别模型对工作图像进行处理，确定物体的至少一个轮廓点。

识别模型可以是用于识别物体轮廓点的机器学习模型。例如，识别模型的类型至少包括CNN模型、yolo模型等。识别模型的输入可以是工作图像，输出可以是物体的至少一个轮廓点。

识别模型的参数可以通过训练获取。在一些实施例中，识别模型可以基于大量带有标签的训练样本训练得到。例如，将带有标签的训练样本输入初始识别模型中，通过标签和初始识别模型的预测结果构建损失函数，基于损失函数迭代更新模型的参数。当训练的模型满足预设条件时，训练结束。其中，预设条件为损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。

识别模型的训练样本至少包括样本塔机的样本工作图像，标签可以是样本工作图像中是否运载有物体，以及物体的轮廓点。在一些实施例中，标签可以通过人为标注获取。

在一些实施例中，识别模型可以进一步用于识别物体的至少一个轮廓点在工作图像中的第一位置、以及识别吊钩在工作图像中的第二位置。第一位置可以是物体的至少一个轮廓点在工作图像中的位置，第二位置可以是吊钩在工作图像中的位置。

基于此，用于训练识别模型的标签还可以包括至少一个轮廓点在工作图像中的第一位置、吊钩在工作图像中的第二位置。在一些实施例中，标签可以通过人为标注获取。

在一些实施例中，确定模块220还可以基于识别模型确定的第一位置、第二位置以及其他信息确定物体的至少一个轮廓点与吊钩的位置关系，具体确定方法可以包括：获取吊钩的第一实际位置，基于识别模型确定物体的至少一个轮廓点在工作图像中的第一位置、以及吊钩在工作图像中的第二位置，以及基于吊钩的第一实际位置、第一位置、第二位置以及摄像头与吊钩的距离，确定物体的至少一个轮廓点与吊钩的位置关系。

第一实际位置可以是塔机作业开始前吊钩在作业区域中所处的位置。在一些实施例中，吊钩的第一实际位置可以通过吊钩距离地面的高度确定，也可以根据塔臂距离地面的高度和承载吊钩的绳索长度来确定。例如，塔臂距离地面的高度为20m、承载吊钩的绳索长度为5m时，可以确定吊钩的第一实际位置在距离地面15m处。

第一位置可以是物体的至少一个轮廓点在工作图像中的位置，第二位置可以是吊钩在工作图像中的位置。第一位置、第二位置可以由二维坐标表示。在一些实施例中，确定模块220可以基于识别模型对工作图像进行处理从而确定第一位置和第二位置。

摄像头与吊钩的距离可以是摄像头与吊钩在作业区域中的直线距离。在一些实施例中，摄像头与吊钩的距离可以通过相关测距设备(例如，激光测距仪、红外传感器等)测量确定。在一些实施例中，摄像头与吊钩的距离可以用于确定吊钩与轮廓点在工作图像中的距离与二者在作业区域中的实际距离之间的转换关系。进一步可以基于该转换关系和吊钩的第一实际位置、第一位置、第二位置确定二者的位置关系。例如，转换关系为1:100，轮廓点a的第一位置为(2，4)、吊钩的第一位置为(4，4)，可以确定吊钩与轮廓点a在工作图像中的距离为0.02m，则可以确定二者在作业区域中的位置关系为轮廓点a位于吊钩左边的2m处；吊钩的第一实际位置为(2，2，2)时，可以确定轮廓点a的实际位置为(4，2，2)。

位置关系可以是至少一个轮廓点与吊钩在作业区域中的方位及距离关系。例如，轮廓点a与吊钩的位置关系可以是轮廓点a在吊钩正下方1.5m处。在一些实施例中，确定模块220可以基于该位置关系和吊钩在预设时间后的第二实际位置，确定预设时间后的至少一个轮廓点的实际位置。例如，吊钩在预设时间后的第二实际位置为(10,6,6)，轮廓点a与吊钩的位置关系为轮廓点a在吊钩正下方1.5m处，则可以确定轮廓点a在预设时间后的实际位置为(10,6,4.5)。

第二实际位置可以是塔机作业至预设时间后吊钩在作业区域中所处的位置。与关键点的运动位置的确定方式类似，第二实际位置可以基于第一实际位置和移动参数确定。至少一个轮廓点的实际位置可以是塔机作业至预设时间后，至少一个轮廓点在作业区域中所处的位置。

在一些实施例中，吊钩的第一实际位置、第二实际位置以及至少一个轮廓点的实际位置也可以用三维坐标表示，且与关键点的初始位置和运动位置位于同一个坐标系，关于三维坐标的更多内容参见步骤330。

通过确定预设时间后吊钩在作业区域中的位置，以及至少一个轮廓点与吊钩的位置关系，可以进一步确定预设时间后物体轮廓点在作业区域中的位置，为后续物体轮廓点确定关键点提供基础，有利于高效准确地判断塔机之间是否存在碰撞的可能性。

步骤440，将物体的轮廓点确定为关键点。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。在一些实施例中，该步骤可由确定模块220执行。

在一些实施例中，确定模块220可以将识别出的至少一个轮廓点直接确定为关键点。在一些实施例中，确定模块220可以将能够反映物体形状特征的至少一个轮廓点确定为关键点。例如，将钢筋两端的端点、钢管边缘上的轮廓点等作为关键点。

基于机器学习模型可以准确地对拍摄的图像进行识别，便于判断塔机是否运载有物体，以及准确地识别出物体的轮廓点，在减少人工判断的人力成本的同时可以保证识别的精度；另外，将物体的轮廓点作为塔机上的关键点，充分考虑到了塔机运载的物体与其他塔机和/或其他塔机上运载的物体发生碰撞的情况，有利于准确地判断塔机之间是否存在碰撞的可能性。

图5是根据本说明书一些实施例所示的确定移动参数的示例性示意图500。

在一些实施例中，确定模块220可以基于预测模型确定预设时间后塔机的移动参数。

预测模型可以是用于确定移动参数的机器学习模型。在一些实施例中，预测模型可以是DNN模型。预测模型的输入可以包括：工作参数、是否运载有物体、物体的尺寸、物体的重量等，输出可以是预设时间后塔机的移动参数。其中，物体的尺寸可以通过人工输入或通过其他预设规则确定。物体的重量可以通过人工输入或通过重力传感器测量得到。

预测模型模型的参数可以通过训练获取。在一些实施例中，预测模型可以基于大量带有标签的训练样本训练得到。例如，将带有标签的训练样本输入初始模型中，通过标签和初始识别模型的预测结果构建损失函数，基于损失函数迭代更新模型的参数。当训练的模型满足预设条件时，训练结束。其中，预设条件为损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。

预测模型的训练样本至少包括样本塔机的样本工作参数、该样本塔机是否运载有物体、该样本塔机上运载的样本物体的重量和尺寸等。标签可以是预设时间后样本塔机的移动参数。在一些实施例中，训练样本和标签可以根据样本塔机的历史作业得到。例如，可以将样本塔机在历史作业时的工作参数、是否运载有物体、运载的样本物体的重量和尺寸作为样本塔机的训练样本，将样本塔机在前述作业条件下作业到历史预设时间后的移动参数作为该训练样本对应的标签。在一些实施例中，标签还可以通过人为标注获取。

在一些实施例中，预测模型可以由一个特征识别层和一个预测层构成。其中，特征识别层即为上述的识别模型，特征识别层的输入为摄像头拍摄的工作图像，输出为图像特征(例如，图像特征可以包括物体的至少一个轮廓点及其在工作图像中的第一位置、以及吊钩在工作图像中的第二位置等信息)。预测层可以由DNN模型构成，预测层的输入至少包括特征识别层的输出、工作参数和物体的尺寸和物体的重量，预测层的输出为预设时间后塔机的移动参数。

在一些实施例中，特征识别层的输出可以作为预测层的输入，特征识别层和预测层可以通过联合训练得到预测模型。

在一些实施例中，预测模型可以基于大量带有标签的训练样本训练得到。在一些实施例中，训练样本可以至少包括样本塔机的样本工作图像、样本塔机的工作参数、该样本塔机是否运载有物体、该样本塔机上运载的样本物体的重量和尺寸等。具体地，训练过程为：将带有标签的样本塔机的样本工作图像输入到预测模型中的特征识别层，并将特征识别层的输出和样本塔机的样本工作参数、样本塔机上是否运载有物体、样本塔机上运载的样本物体的重量和尺寸等一起输入到预测模型中的预测层，并基于预测层的输出和标签构建损失函数，基于损失函数迭代更新特征识别层和预测层的参数。当训练的模型满足预设条件时，训练结束。其中，预设条件为损失函数收敛、迭代的次数达到阈值等。

通过本说明书一些实施例中的预测模型对物体的各种信息以及塔机工作参数进行处理，即可准确地预测出预设时间后塔机的移动参数，从而有效地判断塔机之间是否存在碰撞的可能性；另外，通过上述训练方式获得预测模型，可以减少模型训练需要的大量数据，降低训练成本。

本说明书一些实施例还提供一种塔机安全控制装置，包括处理器，该处理器用于执行塔机安全控制方法。

本说明书一些实施例还提供一种计算机可读存储介质，该存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行塔机安全控制方法。

上文已对基本概念做了描述，显然，对于本领域技术人员来说，上述详细披露仅仅作为示例，而并不构成对本说明书的限定。虽然此处并没有明确说明，本领域技术人员可能会对本说明书进行各种修改、改进和修正。该类修改、改进和修正在本说明书中被建议，所以该类修改、改进、修正仍属于本说明书示范实施例的精神和范围。

同时，本说明书使用了特定词语来描述本说明书的实施例。如“一个实施例”、“一实施例”、和/或“一些实施例”意指与本说明书至少一个实施例相关的某一特征、结构或特点。因此，应强调并注意的是，本说明书中在不同位置两次或多次提及的“一实施例”或“一个实施例”或“一个替代性实施例”并不一定是指同一实施例。此外，本说明书的一个或多个实施例中的某些特征、结构或特点可以进行适当的组合。

此外，除非权利要求中明确说明，本说明书所述处理元素和序列的顺序、数字字母的使用、或其他名称的使用，并非用于限定本说明书流程和方法的顺序。尽管上述披露中通过各种示例讨论了一些目前认为有用的发明实施例，但应当理解的是，该类细节仅起到说明的目的，附加的权利要求并不仅限于披露的实施例，相反，权利要求旨在覆盖所有符合本说明书实施例实质和范围的修正和等价组合。例如，虽然以上所描述的系统组件可以通过硬件设备实现，但是也可以只通过软件的解决方案得以实现，如在现有的服务器或移动设备上安装所描述的系统。

同理，应当注意的是，为了简化本说明书披露的表述，从而帮助对一个或多个发明实施例的理解，前文对本说明书实施例的描述中，有时会将多种特征归并至一个实施例、附图或对其的描述中。但是，这种披露方法并不意味着本说明书对象所需要的特征比权利要求中提及的特征多。实际上，实施例的特征要少于上述披露的单个实施例的全部特征。

一些实施例中使用了描述成分、属性数量的数字，应当理解的是，此类用于实施例描述的数字，在一些示例中使用了修饰词“大约”、“近似”或“大体上”来修饰。除非另外说明，“大约”、“近似”或“大体上”表明所述数字允许有±20％的变化。相应地，在一些实施例中，说明书和权利要求中使用的数值参数均为近似值，该近似值根据个别实施例所需特点可以发生改变。在一些实施例中，数值参数应考虑规定的有效数位并采用一般位数保留的方法。尽管本说明书一些实施例中用于确认其范围广度的数值域和参数为近似值，在具体实施例中，此类数值的设定在可行范围内尽可能精确。

针对本说明书引用的每个专利、专利申请、专利申请公开物和其他材料，如文章、书籍、说明书、出版物、文档等，特此将其全部内容并入本说明书作为参考。与本说明书内容不一致或产生冲突的申请历史文件除外，对本说明书权利要求最广范围有限制的文件(当前或之后附加于本说明书中的)也除外。需要说明的是，如果本说明书附属材料中的描述、定义、和/或术语的使用与本说明书所述内容有不一致或冲突的地方，以本说明书的描述、定义和/或术语的使用为准。

最后，应当理解的是，本说明书中所述实施例仅用以说明本说明书实施例的原则。其他的变形也可能属于本说明书的范围。因此，作为示例而非限制，本说明书实施例的替代配置可视为与本说明书的教导一致。相应地，本说明书的实施例不仅限于本说明书明确介绍和描述的实施例。

Claims (10)

1.一种塔机安全控制方法，其特征在于，作业区域中包括至少两个塔机，所述方法包括：

从所述至少两个塔机的控制设备中获取所述至少两个塔机对应的工作参数；

对于所述至少两个塔机中的每一个，

基于所述塔机对应的工作参数确定预设时间后所述塔机的移动参数，所述移动参数包括转动角度和/或上下移动距离；

基于所述移动参数和所述塔机上至少一个关键点的初始位置，确定所述预设时间后所述至少一个关键点的运动位置；

基于所述至少一个关键点的运动位置，确定所述塔机上至少一个关键线段的运动位置；

基于所述至少两个塔机上所述至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断所述至少两个塔机是否可能发生碰撞；

响应于所述至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的所述塔机的控制设备发出警报。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述塔机的所述至少一个关键点包括所述塔机上的部件交叉点和/或部件顶点。

3.如权利要求1所述的方法，所述基于所述塔机对应的工作参数确定预设时间后所述塔机的移动参数包括：

基于所述塔机对应的工作参数，确定所述预设时间后所述塔机的初始移动参数；

基于运动传感器获取所述塔机的实时速度参数；

基于所述实时速度参数对所述初始移动参数进行更新，确定所述预设时间后所述塔机的移动参数。

4.如权利要求1所述的方法，所述基于所述塔机对应的工作参数确定预设时间后所述塔机的移动参数包括：

基于预测模型确定所述预设时间后所述塔机的所述移动参数，所述预测模型的输入至少包括：所述工作参数、是否运载有物体、所述物体的尺寸、所述物体的重量等，其中，所述预测模型为机器学习模型。

5.一种塔机安全控制系统，其特征在于，作业区域中包括至少两个塔机，所述系统包括：

获取模块，用于从所述至少两个塔机的控制设备中获取所述至少两个塔机对应的工作参数；

确定模块，用于：

对于至少两个塔机中的每一个，

基于所述塔机对应的工作参数确定预设时间后所述塔机的移动参数，所述移动参数包括转动角度和/或上下移动距离；

基于所述移动参数和所述塔机上至少一个关键点的初始位置，确定所述预设时间后所述至少一个关键点的运动位置；

基于所述至少一个关键点的运动位置，确定所述塔机上至少一个关键线段的运动位置；

判断模块，用于基于所述至少两个塔机上所述至少一个关键线段的运动位置之间的距离关系，判断所述至少两个塔机是否可能发生碰撞；

报警模块，用于响应于所述至少两个塔机可能发生碰撞，向可能发生碰撞的塔机的控制设备发出警报。

6.如权利要求5所述的系统，所述塔机的所述至少一个关键点包括所述塔机上的部件交叉点和/或部件顶点。

7.如权利要求5所述的系统，所述确定模块进一步用于：

基于所述塔机对应的工作参数，确定所述预设时间后所述塔机的初始移动参数；

基于运动传感器获取所述塔机的实时速度参数；

基于所述实时速度参数对所述初始移动参数进行更新，确定所述预设时间后所述塔机的移动参数。

8.如权利要求5所述的系统，所述确定模块进一步用于：

基于预测模型确定所述预设时间后所述塔机的所述移动参数，所述预测模型的输入至少包括：所述工作参数、是否运载有物体、所述物体的尺寸、所述物体的重量等，其中，所述预测模型为机器学习模型。

9.一种塔机安全控制装置，包括处理器，所述处理器用于执行权利要求1～4中任一项所述的塔机安全控制方法。

10.一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储计算机指令，当计算机读取存储介质中的计算机指令后，计算机执行如权利要求1～4任一项所述塔机安全控制方法。

Images