[发明专利]起重机吊杆姿态和航向参考系统校准和初始化

说明书

技术领域

本发明总体涉及姿态（attitude）和航向（heading）参考系统，更具体地，涉及一种对起重机的吊杆的姿态和航向参考系统进行校准和初始化的方法。

背景技术

塔式起重机用在大量的环境中。两个较常见的环境是建筑工地和造船厂，原因在于这种类型的起重机所提供的高度和升举能力的组合。典型地，塔式起重机包括基座、桅杆和起重机吊杆。基座被固定至地面，并且还连接至桅杆。回转单元连接至桅杆，并用于旋转起重机。起重机吊杆特别包括承载部、平衡吊杆（counter jib）部和操作员驾驶室等等。

典型地，起重机吊杆的承载部承载着负载。平衡吊杆部连接至承载部，并在承载部承载负载的同时承载衡重（counter weight）以使起重机吊杆平衡。操作员驾驶室通常位于桅杆的顶部附近，并可以附着至起重机吊杆。然而，其他塔式起重机可能将操作员驾驶室安装在沿桅杆下来的中途处。无论其具体位置如何，起重机驾驶员都坐在操作员驾驶室中并且控制起重机。在一些实例中，起重机驾驶员可以从地面远程控制一个或多个塔式起重机。

在一些环境中，可以相对接近地操作多个塔式起重机。因此，尽管不太可能，但是已经假设两个或更多个塔式起重机的起重机吊杆可能碰撞。因此，需要一种碰撞避免/警告系统，其能够确定起重机自身的起重机吊杆和在特定站点处工作的其他起重机吊杆的三维（3D）角定向（例如姿态和航向角）。还需要一种用于计算与塔式起重机操作环境中的磁力计测量相关联的校准参数并对在系统中实施的滤波器进行初始化/调准（align）的方法。本发明至少解决了这种需要。

发明内容

在一个实施例中，一种校准起重机吊杆的姿态和航向参考系统的方法，包括：在执行一个或多个起重机吊杆操纵时，使用附着至起重机吊杆的磁力计，收集磁力计测量。将磁力计测量提供给处理器，处理器使用磁力计测量来生成磁力计校准参数。

在另一实施例中，一种校准起重机吊杆的姿态和航向参考系统的方法，包括：在显示设备上呈现通知操作员实施一个或多个起重机吊杆操纵的命令。在实施一个或多个起重机吊杆操纵时，使用附着至起重机吊杆的磁力计来生成磁力计测量。将磁力计测量提供给处理器，处理器使用磁力计测量来生成磁力计校准参数。

在又另一实施例中，一种起重机吊杆姿态和航向参考系统，包括多个磁力计以及处理器。每个磁力计被配置为感测至少与起重机吊杆接近的局部磁场并提供表示所述局部磁场的磁力计信号。所述处理器被耦合以接收所述磁力计信号，并被配置为在接收到所述磁力计信号时生成磁力计校准参数。

此外，起重机吊杆姿态和航向参考系统校准和初始化的其他期望特征和特性将通过结合附图和前述背景技术做出的后续具体描述和所附权利要求而变得显而易见。

附图说明

下文将结合以下附图来描述本发明，其中，相似的数字表示相似的元素，并且其中：

图1示出了塔式起重机的实施例的侧视图；

图2示出了可在图1的塔式起重机中使用的起重机吊杆姿态和航向参考系统（AHRS）的功能框图；

图3示出了由图2的起重机吊杆AHRS实施的流程图形式的过程；

图4更详细地示出了具有在执行图3的过程时在处理器内实现的各种功能的图2的起重机吊杆AHRS；

图5示出了被实现为对图2的起重机吊杆AHRS进行校准和初始化的流程图形式的过程；以及

图6以不同形式并利用不同细节示出了图5所示的过程的校准序列。

具体实施方式

以下具体实施方式实质上仅是示例性的，并不意在限制本发明或者本发明的应用和使用。这里使用的词语“示例性”意味着“用作示例、实例或示意”。因此，这里被描述为“示例性”的任何实施例不必理解为比其他实施例优选或有利。这里描述的所有实施例是示例性实施例，其被提供以使本领域技术人员能够设计或使用本发明，而不限制由权利要求限定的本发明的范围。此外，并不意在受在前述技术领域、背景技术、发明内容或以下具体实施方式中提出的任何所表达的或所隐含的理论约束。在这一点上，尽管这里将姿态和航向参考系统描述为实施用于塔式起重机，但是将认识到，该系统可以实施用于其他类型的起重机（例如俯仰式起重机）。