[发明专利]一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化方法

说明书

本发明公开了一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化方法，包括以下步骤：安装自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置并分别接通电源，两个装置的主控板分别进行初始化功能，两个装置之间进行配对并进行无线定位信号传输，自动跟随摄像头装置计算出吊钩UWB标签装置的相对位置坐标，通过对比吊钩UWB标签装置与水平锚点和垂直锚点的距离差，控制二自由度云台旋转，以实现自动跟随摄像头装置在水平和垂直方向的跟随功能。通过设置自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置，配合使用UWB跟随的方法和二自由度云台控制的方法实现自动跟随摄像头装置实时跟随塔吊的吊钩，从而实现塔吊吊钩可视化，为塔吊司机提供全视角监测，提高塔吊操作的安全性。

技术领域

本发明涉及塔吊吊钩可视化技术领域，具体来说，涉及一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化方法。

背景技术

塔式起重机简称塔吊，塔吊司机在驾驶室需要实时观察吊钩位置及周围环境，但是由于距离较远，无法看清吊钩的实时状态，在塔吊高度较高时塔吊司机基本处于盲吊，基本依靠地面人员的工作指令进行操作，易因沟通不畅而产生安全隐患，地面人员与塔吊司机依靠对讲机的沟通方式很容易造成理解误差而使塔吊司机误操作。目前现有的吊钩可视化摄像头都是安装在吊钩垂直方向上方的移动小车上，仅能提供吊钩上方垂直向下的视角供塔吊司机参考，通常称为吊钩可视化产品，如何近距离水平视角观察吊钩的工作状态，目前还没有有效的解决办法。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的上述技术问题，本发明提出一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化方法，能够克服现有技术的上述不足。

为实现上述技术目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于UWB跟随技术的塔吊吊钩可视化方法，包括以下步骤：

S1、在塔吊的塔身居中位置安装自动跟随摄像头装置，在塔吊的吊钩正上方并靠近吊钩位置安装吊钩UWB标签装置；

S2、自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置分别接通电源，自动跟随摄像头装置内的第一CPU主控电路和吊钩UWB标签装置的第二CPU主控电路进行初始化功能，加载各个外部设备驱动程序；

S3、自动跟随摄像头装置和吊钩UWB标签装置之间进行配对，用于信号传输；

S4、配对成功后，吊钩UWB标签装置开始发射无线定位信号，同时自动跟随摄像头装置的UWB锚点电路将实时接收吊钩UWB标签装置的无线定位信号，并根据无线定位信号计算信号的飞行时间，在此基础上通过三点定位原理计算出吊钩UWB标签装置的相对位置坐标；

S5、自动跟随摄像头装置的UWB锚点电路将计算好的相对位置坐标发送给自动跟随摄像头装置内的第一CPU主控电路，第一CPU主控电路将相对位置映射为自顶向下视图模型和水平视角视图模型；

S6、自顶向下视图模型中，通过对比吊钩UWB标签装置到水平锚点H1和吊钩UWB标签装置到水平锚点H2的距离差，第一CPU主控电路输出自动跟随摄像头装置内的二自由度云台的水平自由度方向电机的控制信号，控制二自由度云台进行水平方向旋转，实现自动跟随摄像头装置的转动，使吊钩UWB标签装置到水平锚点H1的距离与吊钩UWB标签装置到水平锚点H2的距离相等，即距离差趋于0，以实现自动跟随摄像头装置在水平方向的跟随功能；

S7、水平视角视图模型中，通过对比吊钩UWB标签装置到垂直锚点V1和吊钩UWB标签装置到垂直锚点V2的距离差，第一CPU主控电路输出自动跟随摄像头装置内的二自由度云台的垂直自由度方向电机的控制信号，控制二自由度云台进行垂直方向旋转，实现自动跟随摄像头装置的转动，使吊钩UWB标签装置到垂直锚点V1的距离与吊钩UWB标签装置到垂直锚点V2的距离相等，即距离差趋于0，以实现自动跟随摄像头装置在垂直方向的跟随功能。