CN114596007B - 基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法与系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及智能塔机技术领域，更为具体来说，本申请涉及基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法与系统。智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，所述方法包括：确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型。本申请能实现更精准、快捷、协调的塔机调度，且能实现实时检测功能，进而提升了智慧工地的工作效率。
Description
技术领域
本申请涉及智能塔机技术领域，更为具体来说，本申请涉及基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法与系统。
背景技术
目前，智慧工地的场景中分布有塔群，其中，几乎每个需要建设的建筑物都需要有一台塔机来运输物料，所以塔群工作规则也是就近使用和根据工程进度协调作业，这里就集群调度协调规定出一些原则和算法。平面扫描算法的主要内容是对空间对象进行一遍扫描，并在扫描过程中完成对空间对象的性质或空间对象之间的关系的分析。
然而现有智慧工地的塔机调度方法并没有更好地融合空间场景的分析与设计。
发明内容
基于上述技术问题，本发明旨在基于智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的场景空间模型，并结合所述场景空间模型来进行智能塔机的集群调度。
本发明第一方面提供了一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，所述方法包括：
确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
在本发明一些实施例中，所述将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能，包括：
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，得到第二场景空间模型；
利用所述第二场景空间模型，执行当前作业；
将执行当前作业生成的调度数据集成于所述第二场景空间模型，以使第二场景空间模型能实时检测。
在本发明一些实施例中，所述方法还包括：
将执行当前作业的调度结果与原施工组织设计中的进度进行比对；
若不匹配，则基于所述第二场景空间模型与所述第一场景空间模型的比较进行调整所述第二场景空间模型。
在本发明一些实施例中，所述智能塔机本体至少包括塔身、塔臂和起重小车，所述基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像；
通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据；
结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型。
在本发明一些实施例中，所述通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机根据圆心和半径的运动坐标规律并采用平面扫描算法在所述智慧工地径向方向上做环形扫描和扫描图像拼接，形成所述智慧工地场景图像。
在本发明一些实施例中，所述通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据，包括：
通过安装于起重小车的激光雷达扫描和识别智慧工地场景；
基于扫描和识别结果得到所述智慧工地的三维点云数据。
在本发明一些实施例中，所述结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
获取智能塔机属性信息，其中，所述智能塔机属性信息至少包括智能塔机自身的空间标定数据和智能塔机自身的运动模型；
结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及所述智能塔机属性信息，设置多个智能塔机在所述智慧工地中的分布；
设置完成后得到所述智慧工地的第一场景空间模型。
在本发明一些实施例中，结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业，包括：
获取目标作业的运输需求数据；
通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足运输需求数据的智能塔机进行装载目标物料；
结合所述第一场景空间模型，根据所述运输需求数据中的落料点位置，完成安全运输和卸载所述目标物料。
在本发明一些实施例中，优选地，所述构建所述智慧工地的第一场景空间模型之前，还包括：根据生产规划中的建筑位置和塔机的工作半径，结合施工物料运输计划，以工作量和就近使用为原则进行布局多个智能塔机。
本发明第二方面提供了一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度系统，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，所述系统包括：
确定模块，用于确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
构建模块，用于基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
调度模块，用于结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
集成模块，用于将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
本发明第三方面提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
本发明第四方面提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
本申请实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本申请实施例中提出的方法先确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地，再基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型，结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业，能实现更精准、快捷、协调的塔机调度，进而提升了智慧工地的工作效率。本申请实施例中提出的将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，得到第二场景空间模型，利用所述第二场景空间模型，执行当前作业，将执行当前作业生成的调度数据集成于所述第二场景空间模型，使第二场景空间模型能实时检测，集场景合理性、协调性和可行性于一身。将执行当前作业的调度结果与原施工组织设计中的进度进行比对，若不匹配，则基于所述第二场景空间模型与所述第一场景空间模型的比较进行调整所述第二场景空间模型，能实现空间和时间的同步协调，进而实现施工计划和作业结果相同。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请一示例性实施例中的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法步骤示意图；
图2示出了本申请一示例性实施例中的空间平面扫描算法示意图；
图3示出了本申请一示例性实施例中的基于场景空间模型的智能塔机集群调度系统结构示意图；
图4示出了本申请一示例性实施例所提供的一种计算机设备的结构示意图；
图5示出了本申请一示例性实施例所提供的一种存储介质的示意图。
具体实施方式
以下，将参照附图来描述本申请的实施例。但是应该理解的是，这些描述只是示例性的，而并非要限制本申请的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本申请的概念。对于本领域技术人员来说显而易见的是，本申请可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本申请发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
应予以注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施例，而非意图限制根据本申请的示例性实施例。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式。此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在所述特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组合。
现在，将参照附图更详细地描述根据本申请的示例性实施例。然而，这些示例性实施例可以多种不同的形式来实施，并且不应当被解释为只限于这里所阐述的实施例。附图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，可能放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
下面结合说明书附图1-附图5给出几个实施例来描述根据本申请的示例性实施方式。需要注意的是，下述应用场景仅是为了便于理解本申请的精神和原理而示出，本申请的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本申请的实施方式可以应用于适用的任何场景。
目前，智慧工地的场景中分布有塔群，其中，几乎每个需要建设的建筑物都需要有一台塔机来运输物料，所以塔群工作规则也是就近使用和根据工程进度协调作业，这里就集群调度协调规定出一些原则和算法。平面扫描算法的主要内容是对空间对象进行一遍扫描，并在扫描过程中完成对空间对象的性质或空间对象之间的关系的分析。然而现有智慧工地的塔机调度方法并没有更好地融合空间场景的分析与设计。
因此，在本申请一些示例性实施例中，提供了一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，如图1所示，所述方法包括：
S1、确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
S2、基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
S3、结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
S4、将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
需要说明的是，平面扫描算法的主要内容是对空间对象进行一遍扫描，并在扫描过程中完成对空间对象的性质或空间对象之间的关系的分析，在扫描过程中，如图2所示，扫描线自左向右移动，依照一定顺序遍历所有与扫描线相交的空间元素，判断它们之间的顺序和其他空间拓扑关系，依照一定规则进行分析，其中，图2中的粗线段表示和扫描线相交的线段。
在本发明一些实施例中，所述智能塔机本体至少包括塔身、塔臂和起重小车，特别说明的是，起重小车是水平臂架塔机必备的部件，属于变幅小车，整套变幅小车由车架结构、钢丝绳、滑轮、行轮、导向轮、钢丝绳承托轮、钢丝绳防脱辊、小车牵引绳张紧器及断绳保险器等组成。对于特长水平臂架（长度在50m以上），在变幅小车一侧随挂一个检修吊篮。作业完后，小车驶回臂架根部，使吊篮与变幅小车脱钩，固定在臂架结构上的专设支座处。S1中确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地，智慧工地一般是施工现场，与预先定制的施工计划中的应用场景相对应，多塔机的分布摆放覆盖整个智慧工地。
在一种具体的实现方式中，所述基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像；通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据；结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型。优选地，所述构建所述智慧工地的第一场景空间模型之前，还包括：根据生产规划中的建筑位置和塔机的工作半径，结合施工物料运输计划，以工作量和就近使用为原则进行布局多个智能塔机。当然，这里布局后，还可以由人工进行微调，旨在兼顾附近的施工物料运输，提高塔机利用率。
在本发明一些实施例中，所述通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像，包括：通过安装于塔身和塔臂摄像机根据圆心和半径的运动坐标规律并采用平面扫描算法在所述智慧工地径向方向上做环形扫描和扫描图像拼接，形成所述智慧工地场景图像。
在本发明一些实施例中，所述通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据，包括：通过安装于起重小车的激光雷达扫描和识别智慧工地场景；基于扫描和识别结果得到所述智慧工地的三维点云数据。
在本发明一些实施例中，所述结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
获取智能塔机属性信息，其中，所述智能塔机属性信息至少包括智能塔机自身的空间标定数据和智能塔机自身的运动模型；结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及所述智能塔机属性信息，设置多个智能塔机在所述智慧工地中的分布；设置完成后得到所述智慧工地的第一场景空间模型。
在本发明一些实施例中，结合第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业，包括：获取目标作业的运输需求数据；通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足运输需求数据的智能塔机进行装载目标物料；结合所述第一场景空间模型，根据所述运输需求数据中的落料点位置，完成安全运输和卸载所述目标物料。另外优选地，运输规划使用空间坐标系下多个坐标点（xyz坐标）表示，并使用平滑路径轨迹插值算法，在确定没有冲突运动的情况下，执行运输任务过程。当物料距离目标点的距离大于塔机工作直径，两个塔机可以在塔群控制系统的协调下，接力运输物料。
在本发明一些实施例中，将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能包括：将执行目标作业生成的调度数据集成于第一场景空间模型，得到第二场景空间模型；利用第二场景空间模型，执行当前作业；将执行当前作业生成的调度数据集成于第二场景空间模型，以使第二场景空间模型能实时检测；将执行当前作业的调度结果与原施工组织设计中的进度进行比对；若不匹配，则基于第二场景空间模型与第一场景空间模型的比较进行调整第二场景空间模型。第一场景空间模型和第二场景空间模型只是为了满足形式上的区分，其实质是将原始场景空间模型按照时空变化实时地集成历史调度数据，在完成当前作业时所进行过的数据处理即成为历史调度数据，这样可以充分发挥统一的、协调的调度效率和优势，可以更加合理的调配塔群的使用时间和使用顺序，基于理想化的使用场景，充分利用空间的规划能力和协调空间资源。了解空间场景每一天的变化和更新，场景模型的数据变化，根据这些数据或信息来确定接下来施工的调度，每一次当前作业产生的结果，可与原施工组织设计中的进度进行比对，若有不匹配的地方，判断范围是否在允许的范围内，如果在范围内，则继续进行，如果超出允许的范围，则调整模型，调整的目的是让现有的场景模型与原始的模型相匹配（即第一场景空间模型和第二场景空间模型匹配），实现空间和时间的同步协调，进而实现施工计划和作业结果吻合。
在本发明其他一些实施例中，物料位置的数据来自施工计划和临时物流车辆，临时物流运送车辆进入工地时需用证件交换信号数据终端，运送货物的相关信息由施工计划预先处理，同时信号数据终端自身携带GPS定位器。在卸载物料时提供定位数据同时根据自动视觉识别对比物料清单，塔机自动在接到任务时运行到起吊位置，司机辅助控制配合人员吊挂物料和用品。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
在本申请一些示例性实施例中，还提供了一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度系统，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，如图3所示，所述系统包括：
确定模块，用于确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
构建模块，用于基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
调度模块，用于结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
集成模块，用于将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
在一种具体实现方式中，集成模块执行以下步骤：将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，得到第二场景空间模型。所述系统利用第二场景空间模型，执行当前作业，将执行当前作业生成的调度数据集成于所述第二场景空间模型，以使第二场景空间模型能实时检测。
在一种具体实现方式中，所述基于场景空间模型的智能塔机集群调度系统是网络覆盖施工现场，每台塔机都是物联网节点，和塔机的后台电脑保持数据的交互和协调控制安全运动，完成作业。
在另一种具体实现方式中，单塔机通过塔机上宽带和窄带设备与所述塔机控制系统交互，实时更新定位数据和接受控制协调，防止碰撞的发生。另外，塔机的作业需求定位信号可以用手机APP发出指定位置完成，也可以采用远程调度进行。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
还需要强调的是，本申请实施例中提供的系统可以基于人工智能技术对相关的数据进行获取和处理。其中，人工智能（Artificial Intelligence，AI)是利用数字计算机或者数字计算机控制的机器模拟、延伸和扩展人的智能，感知环境、获取知识并使用知识获得最佳结果的理论、方法、技术及应用系统。人工智能基础技术一般包括如传感器、专用人工智能芯片、云计算、分布式存储、大数据处理技术、操作/交互系统、机电一体化等技术。人工智能软件技术主要包括计算机视觉技术、机器人技术、生物识别技术、语音处理技术、自然语言处理技术以及机器学习/深度学习等几大方向。
下面请参考图4，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种计算机设备的示意图。如图4所示，所述计算机设备包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法。
其中，存储器201可能包含高速随机存取存储器（RAM：Random Access Memory），也可能还包括非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203（可以是有线或者无线）实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器201用于存储程序，所述处理器200在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法可以应用于处理器200中，或者由处理器200实现。
处理器200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200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200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)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。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该处理器也可以是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。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法对应的计算机可读存储介质，请参考图5，图5示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序（即程序产品），所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法。
另外，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，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)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的空分复用光网络中量子密钥分发信道分配方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现前述任意实施方式所提供的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法的步骤，包括：确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能。
需要说明的是：在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟装置或者其它设备有固有相关。各种通用装置也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类装置所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器( DSP )来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序。实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
以上所述，仅为本申请较佳的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，所述方法包括：
确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能；
其中，所述智能塔机本体至少包括塔身、塔臂和起重小车，所述基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像；
通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据；
结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
其中，所述通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机根据圆心和半径的运动坐标规律并采用平面扫描算法在所述智慧工地径向方向上做环形扫描和扫描图像拼接，形成所述智慧工地场景图像，其中，平面扫描算法是对空间对象进行一遍扫描，并在扫描过程中完成对空间对象的性质或空间对象之间的关系的分析。
2.根据权利要求1所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，所述将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能，包括：
将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，得到第二场景空间模型；
利用所述第二场景空间模型，执行当前作业；
将执行当前作业生成的调度数据集成于所述第二场景空间模型，以使第二场景空间模型能实时检测。
3.根据权利要求2所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，所述方法还包括：
将执行当前作业的调度结果与原施工组织设计中的进度进行比对；
若不匹配，则基于所述第二场景空间模型与所述第一场景空间模型的比较进行调整所述第二场景空间模型。
4.根据权利要求1所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，所述通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据，包括：
通过安装于起重小车的激光雷达扫描和识别智慧工地场景；
基于扫描和识别结果得到所述智慧工地的三维点云数据。
5.根据权利要求1所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，所述结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
获取智能塔机属性信息，其中，所述智能塔机属性信息至少包括智能塔机自身的空间标定数据和智能塔机自身的运动模型；
结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及所述智能塔机属性信息，设置多个智能塔机在所述智慧工地中的分布；
设置完成后得到所述智慧工地的第一场景空间模型。
6.根据权利要求5所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业，包括：
获取目标作业的运输需求数据；
通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足运输需求数据的智能塔机进行装载目标物料；
结合所述第一场景空间模型，根据所述运输需求数据中的落料点位置，完成安全运输和卸载所述目标物料。
7.根据权利要求1所述的基于场景空间模型的智能塔机集群调度方法，其特征在于，所述构建所述智慧工地的第一场景空间模型之前，还包括：根据生产规划中的建筑位置和塔机的工作半径，结合施工物料运输计划，以工作量和就近使用为原则进行布局多个智能塔机。
8.一种基于场景空间模型的智能塔机集群调度系统，其特征在于，智能塔机包括智能塔机本体和塔机控制系统，所述系统包括：
确定模块，用于确定出待控制的包括多个智能塔机的智慧工地；
构建模块，用于基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
调度模块，用于结合所述第一场景空间模型，通过所述塔机控制系统进行集群调度，并根据集群调度算法选择满足作业条件位置的智能塔机执行目标作业；
集成模块，用于将执行目标作业生成的调度数据集成于所述第一场景空间模型，以实现实时检测功能；
其中，所述智能塔机本体至少包括塔身、塔臂和起重小车，所述基于所述智能塔机本体的空间定位数据和智能塔机的运动模型构建所述智慧工地的第一场景空间模型，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像；
通过安装于起重小车的激光雷达获取所述智慧工地的三维点云数据；
结合所述智慧工地场景图像和三维点云数据及智能塔机属性信息，构建所述智慧工地的第一场景空间模型；
其中，所述通过安装于塔身和塔臂摄像机采用平面扫描算法获取所述智慧工地场景图像，包括：
通过安装于塔身和塔臂摄像机根据圆心和半径的运动坐标规律并采用平面扫描算法在所述智慧工地径向方向上做环形扫描和扫描图像拼接，形成所述智慧工地场景图像，其中，平面扫描算法是对空间对象进行一遍扫描，并在扫描过程中完成对空间对象的性质或空间对象之间的关系的分析。
9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一所述方法的步骤。
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