[发明专利]用于智能塔吊的物料环境状况自动识别分析方法及其系统

说明书

本申请公开了用于智能塔吊的物料环境状况自动识别分析方法及其系统，首先在吊运件的吊运过程中实时采集吊运件附近的气流状况，然后基于吊运件的受风面积、上一时刻的所述气流状况以及当前吊运阶段得到吊运件当前的偏摆状态，然后基于所述气流状况的当前变化情况以及吊运阶段的阶段切换情况对吊运件的所述偏摆状态进行预测，最后在预测出的偏摆角度达到超角阈值时，对当前吊运阶段下执行机构的与吊运件预期运动相关的执行参数进行预下调至预测偏摆角度低于超角阈值，而在预测出的偏摆角度不大于微角阈值时，对当前吊运阶段下执行机构的与吊运件预期运动相关的执行参数进行在参数许可范围内的预上调。该方法能够提高吊具和物料的稳定性。

技术领域

本申请涉及环境识别技术领域，特别涉及用于智能塔吊的物料环境状况自动识别分析方法及其系统。

背景技术

塔吊，又称塔式起重机，是建筑工地上常用的一种起重设备，作用是吊运施工所需的钢筋、木楞、混凝土、钢管等建材物料。在塔吊的机械结构中，实际对物料进行起吊的执行机构是吊钩，在每次对物料进行吊运之前，吊钩先受滑轮控制下降到物料的上方附近，物料已经承装到堆料区的吊具内或打包到堆料区的吊具上，吊具上套有钢索或连接结构作为吊具的提拉部分，以该提拉部分作为与吊钩套接的媒介，该提拉部分会被搭放到吊钩的内侧钩状表面上，然后吊钩受滑轮控制起升，提拉部分并带动吊具及其内或其上的物料离地上升。

在吊运过程中，转载有物料的吊具会受到外界环境施加的影响，例如受气流影响而摆动，另外，吊运过程的进行也会对吊具产生状态改变，例如塔吊带动吊具升降和转向时会改变吊具的位置高度和朝向。上述外界环境施加的影响和吊具自身的状态改变，反过来也会对吊运过程产生影响，并可能作为吊运过程中的不稳定因素导致吊具的不稳定，甚至可能影响到对吊具状态的观测能否顺利进行，因此，对吊运过程中的环境状态检测和识别是目前亟需解决的一个问题。

发明内容

基于此，为了提高吊具在吊运过程中的稳定性，避免钢索和吊具发生损坏，提高对吊具状态进行观测的质量，本申请公开了以下技术方案。

一方面，提供了一种用于智能塔吊的物料环境状况自动识别分析方法，包括：

在吊运件的吊运过程中实时采集吊运件附近的气流状况，其中，所述气流状况包括受风风向和受风风速；

基于吊运件的受风面积、上一时刻的所述气流状况以及当前吊运阶段得到吊运件当前的偏摆状态，其中所述偏摆状态包括偏摆方向和偏摆角度；

基于所述气流状况的当前变化情况以及吊运阶段的阶段切换情况对吊运件的所述偏摆状态进行预测；

在预测出的偏摆角度达到超角阈值时，对当前吊运阶段下执行机构的与吊运件预期运动相关的执行参数进行预下调至预测偏摆角度低于超角阈值，而在预测出的偏摆角度不大于微角阈值时，对当前吊运阶段下执行机构的与吊运件预期运动相关的执行参数进行在参数许可范围内的预上调。

在一种可能的实施方式中，所述基于吊运件的受风面积、上一时刻的所述气流状况以及当前吊运阶段得到吊运件当前的偏摆状态，包括：

基于吊运件所处的当前吊运阶段获取吊运件的基础姿态；

建立与所述受风风向垂直的扫掠平面，通过所述扫掠平面对所述基础姿态下的吊运件进行扫掠，将扫掠得到的最大截面面积作为受风面积；

基于所述受风风速和所述受风面积得到吊运件受气流的推力；

基于所述推力和所述吊运件的重量得到偏摆状态。

在一种可能的实施方式中，所述基于所述气流状况的当前变化情况以及吊运阶段的阶段切换情况对吊运件的所述偏摆状态进行预测，包括：

获取所述气流状况变化后的受风风向和受风风速，以及获取一定时间后的阶段切换情况，其中，阶段切换情况包括无需启动切换、即将启动切换和正在切换；