[发明专利]一种基于工业人机界面的虚拟成像方法及装置

说明书

本发明提供一种基于工业人机界面的虚拟成像方法及装置，涉及虚拟成像技术领域。该方法通过工业人机界面获取由塔吊的操作者选择的观看方向显示模式，然后根据显示模式从预设观看方向列表中选择观看方向作为当前观看方向；工业人机界面根据来自塔吊实时动作采集模块、塔吊实时状态采集模块和塔吊实时现场环境采集模块的信息，以当前观看方向显示塔吊的操作现场的三维虚拟图像。通过工业人机界面根据来自相关采集模块的信息对塔吊的操作现场进行三维虚拟图像，可以详细且清晰地呈现塔吊的操作现场的环境情况，并且可以根据操作者设定来选择观看方向，从而帮助塔吊操作者全面地获知现场环境情况，从而提高了塔吊操作的安全性。

技术领域

本发明涉及虚拟成像技术领域，具体涉及一种基于工业人机界面的虚拟成像方法及装置。

背景技术

塔吊是建筑行业常用的起重设备。通常，塔吊的起重重量大、操作人员对塔吊吊钩以及周围环境的可视性差，任何的操作不当都可能发生严重事故。

现有的塔吊监控系统通过摄像机直接采集实时视频影像，并将视频影像传输到控制室，以供操作者观看。然而，由于摄像机的拍摄视野限制，每台摄像机所获取的视频影像仅能呈现塔吊现场某个观看方向的局部环境情况，操作者无法获知塔吊的整个操作现场的详细环境情况或者某个操作区域内的详细环境情况。在塔吊现场施工环境恶劣时，视频影像的质量会受到严重影响，从而影响操作者对操作现场环境的判断，提高事故风险。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供了一种基于工业人机界面的虚拟成像方法及装置，以解决塔吊操作现场环境的详细呈现问题。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

第一方面，本发明提供了一种基于工业人机界面的虚拟成像方法，用于塔吊监控系统，塔吊监控系统包括塔吊实时动作采集模块、塔吊实时状态采集模块、塔吊实时现场环境采集模块和工业人机界面，

塔吊实时动作采集模块与塔吊的控制台连接，用于从控制台获取塔吊的当前动作信息；塔吊实时状态采集模块用于获取塔吊的实时状态信息，实时状态信息包括塔吊的起重臂的实时方向、起重臂上的小车的实时位置以及塔吊的吊钩的实时高度；塔吊实时现场环境采集模块用于获取塔吊周围预定区域内的全部物体的形状和尺寸信息以及每个物体相对于塔吊的实时相对位置信息；工业人机界面用于根据来自塔吊实时动作采集模块、塔吊实时状态采集模块和塔吊实时现场环境采集模块的信息对塔吊以及其周围预定区域内的全部物体进行三维虚拟成像，

所述方法包括：

通过工业人机界面获取由塔吊的操作者选择的观看方向显示模式，观看方向显示模式包括固定观看方向显示模式和自动观看方向显示模式；

在操作者选择固定观看方向显示模式的情况下，通过工业人机界面获取由操作者在预设观看方向列表中选择的观看方向，并且将该观看方向作为当前观看方向，预设观看方向列表包括用于平视观看塔吊全景的第一观看方向、用于俯视观看吊钩及吊钩正下方环境的第二观看方向、用于平视观看吊钩及吊钩周围环境的第三观看方向；在操作者选择自动观看方向显示模式的情况下，工业人机界面根据来自塔吊实时动作采集模块和塔吊实时状态采集模块的信息，从预设观看方向列表中自动选择观看方向作为当前观看方向；

工业人机界面根据来自塔吊实时动作采集模块、塔吊实时状态采集模块和塔吊实时现场环境采集模块的信息，以当前观看方向显示塔吊的操作现场的三维虚拟图像。

可选地，在存在两台或更多台塔吊协同工作的情况下，每台塔吊均配备有塔吊监控系统，并且每台塔吊还包括通信模块，通信模块用于两台或更多台塔吊彼此共享传输来自各自的塔吊监控系统的信息，在通过工业人机界面获取由塔吊的操作者选择的观看方向显示模式之前，所述方法还包括：通过工业人机界面获取由塔吊的操作者选择的工作模式，工作模式包括单台工作模式和多台协同工作模式；在所述操作者选择多台协同工作模式的情况下，观看方向显示模式默认设置为固定观看方向显示模式，并且将第一观看方向作为当前观看方向；