基于物联网的塔机操作状态展示方法和设备与流程

本发明涉及塔机操作技术领域，特别涉及一种基于物联网的塔机操作状态展示方法和设备。

背景技术：

现有塔式起重机在吊装过程中，如果吊装环境复杂，危险作业需要配备专门的塔机操作指挥员，指挥员在吊物附近根据机手的操作和要完成的任务进行标准的手势指挥，在完全看不见指挥员的情况下可以通过对讲机发送指挥命令，塔机机手需要凭借高超的操作技术、较好的视力和良好的指挥理解能力，完成重要物品的指挥操作。

目前，由于较多的企业对起重机安全作业监控不到位，以及塔机的操作不规范以及操作人员无证、疲劳、酒后操作等现象，建筑工地上塔机倾覆和碰撞事故时有发生，严重威胁人员生命财产安全，塔机安全工作已经引起了包括政府部门，塔式起重机生产厂家，塔式起重机租赁公司以及塔机使用者在内的各方关注，其中造成塔机事故的一个主要原因是操作人员不规范操作，比如找不具备操作资格的人代替操作，疲劳操作以及酒后操作等，目前违章操作、违章超载等现象普遍存在，虽然有较多的对起重机本身运行状态的监控，但对造成起重机最大的事故原因——违章作业的这一关键因素，以及起重机作业人员的身份识别及作业记录监控却很少，如果出现事故，这将给监管部门找出事故原因带来很大的难度，为了防患于未然，对塔机进行的工作状态实时长期监控，非常必要的。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种基于物联网的塔机操作状态展示方法，旨在避免塔机之间发生相互碰撞。

为实现上述目的，本发明提出的基于物联网的塔机操作状态展示方法，包括以下步骤：

获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；

根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；

根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；

将推定结果发送至展示终端。

可选地，所述获取多个塔机当前的工作状态和工作参数的步骤具体包括：

位置传感器获取塔机移动部件的当前位置；

速度传感器获取塔机移动部件的当前速度；

加速度传感器获取塔机移动部件的当前加速度；

计时器记录塔机移动部件的移动时间。

可选地，根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

将获取的当前工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示运动轨迹的三维模拟动画。

可选地，所述根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果的步骤包括：

分析三维模拟动画，确定各塔机移动部件之间是否存在干涉位置；

若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置；

若确定塔机移动部件之间不存在干涉位置，则判定为不会碰撞。

可选地，在所述若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置的步骤之后还包括：

向监控终端发送报警信息。

可选地，所述将推定结果发送至展示终端的步骤包括：

将分析后的三维模拟动画发送至展示终端；

并在展示终端播发三维动画。

可选地，在所述根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤之后还包括：

获取各个塔机的预设运动轨迹；

比较塔机的预设运动轨迹和实际运动轨迹；

确定实际运动轨迹与预设运动轨迹出现偏差，并且该偏差大于所允许的误差，向展示终端和监控终端发送报警信息。

可选地，获取各个塔机的预设运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

获取各个塔机移动部件的预设工作状态和工作参数；

将预设工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示预设运动轨迹的三维模拟动画。

本发明还提出一种基于物联网的塔机操作状态展示设备，设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的塔机操作状态展示处理程序，所述塔机操作状态展示处理程序配置为实现基于物联网的塔机操作状态展示方法的步骤，

其中，基于物联网的塔机操作状态展示方法，包括以下步骤：

获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；

根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；

根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；

将推定结果发送至展示终端。

本发明技术方案，通过首先获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；再根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；然后，根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；再将推定结果发送至展示终端；如此，在展示终端可以非常清晰、直观的观察到塔机各个移动部件在将来的预设时间段的运动情况，也即对各个移动部件的工作状态进行预测，如此，使得监控者可以及时的根据预测情况，对各个塔机的移动部件的工作参数进行调整，进而避免任意两个塔机之间发生碰撞，有效的防止了碰撞的发生。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明基于物联网的塔机操作状态展示方法的流程示意图；

图2为本发明基于物联网的塔机操作状态展示方法的一实施例的原理示意图；

图3为本发明基于物联网的塔机操作状态展示方法另一实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，全文中的“和/或”包括三个方案，以a和/或b为例，包括a技术方案、b技术方案，以及a和b同时满足的技术方案；另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

以下将主要描述基于物联网的塔机操作状态展示方法的具体方案。

参照图1至图3，在本发明实施例中，该基于物联网的塔机操作状态展示方法包括以下步骤：

s100，获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；

s200，根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；

s300，根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；

s400，将推定结果发送至展示终端。

具体地，本实施例中，获取多个塔机当前的工作状态和工作参数。获取塔机当前工作状态和工作参数的方式有很多，如通过多种传感器检测获取，也可以通过摄像头采集图像以及记录时间，进行计算获取。以通过多种传感器检测获取为例。具体地，所述获取多个塔机当前的工作状态和工作参数的步骤具体包括：位置传感器获取塔机移动部件的当前位置；速度传感器获取塔机移动部件的当前速度；加速度传感器获取塔机移动部件的当前加速度；计时器记录塔机移动部件的移动时间。通过位置传感器，当然，可以使用gps定位，来获取塔机和其移动部件的具体位置，通过速度传感器来获取移动部件的移动速度，以及通过加速度传感器来获取移动部件部件的加速度。当然，在一些实施例中，可以设置为方向传感器，来直接测量移动部件的移动方向。

在获取各个塔机的工作状态和工作参数之后，根据当前的状态和工作参数，以及移动部件的形状和尺寸，得出移动部件的移动轨迹。该移动轨迹可以为二维的移动轨迹，也可以为三维的移动轨迹。

下面介绍一种获取移动轨迹的具体方式：

根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

将获取的当前工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示运动轨迹的三维模拟动画。

首先获取塔机的三维模型，三维模型中运动部件的运动副已经加载完整。获取三维模型后，将移动部件的运动参数加载至移动部件上，使得三维模型中的移动部件具有与实际中的移动部件具有具有相同的工作状态和工作参数。如此，使得三维模型中的移动部件可以按照当前的工作状态和工作参数运动。移动部件移动所形成的轨迹，为移动部件的运动轨迹。如此，各个塔机的移动部件的运动轨迹都可以获取。

在获取移动部件的实际运动轨迹后，判定各个移动部件的运动轨迹在同一时刻，是否交点。或者说移动轨迹的交点，是否在运行的时间段发生，如果两个移动部件在同一时刻都到达同一位置，两个移动部件则将发生碰撞。

下面介绍一种判断塔机是否会发生碰撞的方式：

所述根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果的步骤包括：

分析三维模拟动画，确定各塔机移动部件之间是否存在干涉位置；

若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置；

若确定塔机移动部件之间不存在干涉位置，则判定为不会碰撞。

分析所有塔机移动部件的三维模拟动画，多个塔机的移动部件同时运行，若移动部件之间存在干涉位置，也即，不同的移动部件在同一时刻到达同一位置，此时判定为两个移动部件将会碰撞，此时，记录下将要碰撞的位置，并标记。如果多个移动部件在移动过程中，不存在干涉位置，也即，所有的塔机移动部件在将来的预设时间段内，不存在任意两个移动部件会在同一时刻到达同一位置。此时，判断各塔机的工作安全，不会发生碰撞。

当然，如果判断任意两个移动部件将要发生碰撞时，必须发出报警信息。在所述若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置的步骤之后还包括：向监控终端发送报警信息。其中，报警信息的形式可以有很多，如文字信息、声音信息，振动信息；当然，还可以为控制指令等通信信息。

为了更加直观的对所有的塔机进行监控，所述将推定结果发送至展示终端的步骤包括：

将分析后的三维模拟动画发送至展示终端；

并在展示终端播发三维动画。

也即，将分析后的三维模拟动画发送给展示终端，展示终端具有显示屏和音像设备。三维动画可以在展示终端播放，三维动画中，如果存在干涉显示，标注了任意两个移动部件可能出现碰撞的位置。监控者可以非常清晰、直观的从三维动画中，观察到将来预设时间段内各个移动部件的运动情况。以便监控者及时的调整和控制各个塔机移动部件的工作情况，从而有效的制止塔机之间碰撞的发生。

本实施例中，通过首先获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；再根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；然后，根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；再将推定结果发送至展示终端；如此，在展示终端可以非常清晰、直观的观察到塔机各个移动部件在将来的预设时间段的运动情况，也即对各个移动部件的工作状态进行预测，如此，使得监控者可以及时的根据预测情况，对各个塔机的移动部件的工作参数进行调整，进而避免任意两个塔机之间发生碰撞，有效的防止了碰撞的发生。

在另外一些实施例中，为了进一步防止塔机之间的碰撞，在所述根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤之后还包括：

获取各个塔机的预设运动轨迹；

比较塔机的预设运动轨迹和实际运动轨迹；

确定实际运动轨迹与预设运动轨迹出现偏差，并且该偏差大于所允许的误差，向展示终端和监控终端发送报警信息。

具体地，本实施例中，首先获取塔机的预设运动轨迹，其预设运动轨迹的获取方式有多种，下面介绍一种具体的方案。

获取各个塔机的预设运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

获取各个塔机移动部件的预设工作状态和工作参数；

将预设工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示预设运动轨迹的三维模拟动画。

塔机移动部件的工作，应当预设工作参数，将工作状态和工作参数加载到塔机移动部件的三维模型上，使得塔机的移动部件的三维模型可以根据加载的参数进行仿真运动。最后形成，将来预设时间段内显示预设运动轨迹的三维模拟动画。将由预设参数形成的预设运动轨迹，与根据当前检测参数形成的当前运动轨迹进行比较。当两个运动轨迹出现偏差时，判断偏差是否在允许的误差范围内。若超出预设的误差范围，则向展示终端和监控终端发送报警信息。从而进一步提前的告知监控者，可能出现的安全隐患，以便监控者及时的进行处理，以防止塔机碰撞的发生。

本发明还提供一种基于物联网的塔机操作状态展示设备，设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的塔机操作状态展示处理程序，所述塔机操作状态展示处理程序配置为实现基于物联网的塔机操作状态展示方法的步骤。

其中，基于物联网的塔机操作状态展示方法，包括以下步骤：

获取多个塔机当前的工作状态和工作参数；

根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹；

根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果；

将推定结果发送至展示终端。

可选地，所述获取多个塔机当前的工作状态和工作参数的步骤具体包括：

位置传感器获取塔机移动部件的当前位置；

速度传感器获取塔机移动部件的当前速度；

加速度传感器获取塔机移动部件的当前加速度；

计时器记录塔机移动部件的移动时间。

可选地，根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

将获取的当前工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示运动轨迹的三维模拟动画。

可选地，所述根据实际运动轨迹生成各个塔机之间是否会发生碰撞的推定结果的步骤包括：

分析三维模拟动画，确定各塔机移动部件之间是否存在干涉位置；

若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置；

若确定塔机移动部件之间不存在干涉位置，则判定为不会碰撞。

可选地，在所述若确定塔机移动部件之间存在干涉位置，则判定为碰撞位置，并备注标记干涉位置的步骤之后还包括：

向监控终端发送报警信息。

可选地，所述将推定结果发送至展示终端的步骤包括：

将分析后的三维模拟动画发送至展示终端；

并在展示终端播发三维动画。

可选地，在所述根据当前工作状态和工作参数获取各个塔机在将来预设时间段内的实际运动轨迹的步骤之后还包括：

获取各个塔机的预设运动轨迹；

比较塔机的预设运动轨迹和实际运动轨迹；

确定实际运动轨迹与预设运动轨迹出现偏差，并且该偏差大于所允许的误差，向展示终端和监控终端发送报警信息。

可选地，获取各个塔机的预设运动轨迹的步骤包括：

获取塔机的三维模型；

获取各个塔机移动部件的预设工作状态和工作参数；

将预设工作状态和工作参数赋予给塔机对应的移动部件；

形成各个塔机的移动部件在将来预设时间段内显示预设运动轨迹的三维模拟动画。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。