多塔机避让方法、避让装置以及存储介质与流程

1.本发明涉及电气控制技术领域，具体地涉及一种多塔机避让方法、一种多塔机避让装置以及一种计算机可读存储介质。


背景技术：

2.在现代施工场地，塔吊被广泛的使用，通过使用塔吊，施工人员能够将施工所用的材料、物件运输至正在修建的建筑物的任何高度上，以供现场的施工人员使用。
3.在实际使用过程中，塔吊在运输货物的过程中，需要在不同的角度、高度之间来回运行，以实现对货物的运输作用，而随着施工规模的不断增加，现场施工所需要同时使用的塔吊数量也在不断增加，因此，技术人员发现了现有技术至少存在如下技术问题：
4.由于塔吊是被固定安装在施工现场的不同位置的，而在安装过程中是根据每个建筑物的实际需求进行安装的，然而存在塔吊的安装位置过近，而导致塔吊存在碰撞风险的情况。
5.在现有技术中，往往是针对塔吊在运输货物的过程中可能对地面堆砌的不同高度的货物发生碰撞而进行的规避方案，但并未关注塔吊在多个塔吊在运输货物的过程中可能存在碰撞的风险，因此为技术人员造成了困扰，提高了施工安全威胁。


技术实现要素：

6.为了克服现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例提供一种多塔机避让方法，通过在plc中对不同高度的塔机的塔机参数进行实时模拟分析，从而提前分析出不同高度的塔机在空间中的碰撞风险，并立即执行对应的避让操作，从而提高了施工安全性。
7.为了实现上述目的，本发明实施例提供一种多塔机避让方法，应用于plc，所述方法包括：确定基准塔机；获取所述基准塔机的第一塔机参数，基于所述第一塔机参数建立三维坐标系；确定避让塔机，所述避让塔机与所述基准塔机具有高度差；获取所述避让塔机的第二塔机参数；基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
8.优选地，所述基准塔机包括底座和吊臂，所述第一塔机参数包括所述底座的高度和所述吊臂的长度，所述基于所述第一塔机参数建立三维坐标系，包括：基于所述底座和所述吊臂的交点确定坐标原点；基于所述底座的高度和所述吊臂的长度建立与所述坐标原点对应的三维坐标系。
9.优选地，所述基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：基于所述第一塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述基准塔机对应的第一三维模型，基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述避让塔机对应的第二三维模型；判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；若是，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
10.优选地，所述判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包
括：分别确定所述第一三维模型和所述第二三维模型在所述三维坐标系中的第一活动范围和第二活动范围；判断所述第一活动范围和所述第二活动范围是否存在重叠范围；若是，确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
11.优选地，所述第一活动范围为所述第一三维模型在水平平面和垂直平面的活动范围，所述第二活动范围为所述第二三维模型在水平平面和垂直平面的活动范围，所述判断所述第一活动范围和所述第二活动范围是否存在重叠范围，包括：基于所述第一活动范围和所述第二活动范围获取所述第一三维模型和所述第二三维模型在水平平面的重叠范围；判断所述基准塔机和所述避让塔机是否均运行于所述重叠范围内；若是，基于所述第一三维模型在垂直平面的活动范围获取所述基准塔机的第一吊钩高度信息，基于所述第二三维模型在垂直平面的活动范围获取所述避让塔机的第二吊钩高度信息；基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
12.优选地，所述基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：对所述基准塔机的第一吊臂高度和所述避让塔机的第二吊臂高度进行比较；在所述第一吊臂高度大于所述第二吊臂高度的情况下，基于所述第一吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；在所述第一吊臂高度小于等于所述第二吊臂高度的情况下，基于所述第二吊钩高度信息确定第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
13.优选地，所述基于所述第一吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：基于所述第一吊钩高度信息判断所述基准塔机的吊钩高度是否小于等于所述避让塔机的第二吊臂高度；若是，则确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；所述基于所述第二吊钩高度信息确定第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：基于所述第二吊钩高度信息判断所述避让塔机的吊钩高度是否小于等于所述基准塔机的第一吊臂高度；若是，则确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
14.优选地，所述控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：基于所述第一塔机参数和所述第二塔机参数生成避让空间；控制所述避让塔机运行至所述避让空间内，并实时监控所述基准塔机是否运行出所述重叠范围；在所述基准塔机运行出所述重叠范围的情况下，控制所述避让塔机解除针对所述基准塔机的避让操作。
15.相应的，本发明实施例还提供一种多塔机避让装置，应用于plc，所述装置包括：第一确定单元，用于确定基准塔机；第一参数获取单元，用于获取所述基准塔机的第一塔机参数，基于所述第一塔机参数建立三维坐标系；第二确定单元，用于确定避让塔机，所述避让塔机与所述基准塔机具有高度差；第二参数获取单元，用于获取所述避让塔机的第二塔机参数；分析单元，用于基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
16.优选地，所述基准塔机包括底座和吊臂，所述第一塔机参数包括所述底座的高度和所述吊臂的长度，所述第一参数获取单元用于：基于所述底座和所述吊臂的交点确定坐标原点；基于所述底座的高度和所述吊臂的长度建立与所述坐标原点对应的三维坐标系。
17.优选地，所述分析单元包括：模型生成模块，用于基于所述第一塔机参数在所述三
维坐标系中生成与所述基准塔机对应的第一三维模型，基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述避让塔机对应的第二三维模型；判断模块，用于判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；若是，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
18.优选地，所述判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：确定所述第一三维模型在水平平面的第一活动范围，以及确定所述第二三维模型在水平平面的第二活动范围；获取所述第一活动范围和所述第二活动范围的重叠范围；判断所述基准塔机和所述避让塔机是否均运行于所述重叠范围内；若是，获取所述基准塔机的第一吊钩高度信息和所述避让塔机的第二吊钩高度信息；基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
19.优选地，所述控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：基于所述第一塔机参数和所述第二塔机参数生成避让空间；控制所述避让塔机运行至所述避让空间内，并实时监控所述基准塔机是否运行出所述重叠范围；在所述基准塔机运行出所述重叠范围的情况下，控制所述避让塔机解除针对所述基准塔机的避让操作。
20.另一方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的方法。
21.通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：
22.通过在不同高度的多个塔机在运行过程中，基于plc对不同塔机的塔机参数进行实时采集以及建模分析，从而实现对塔机在空间中的运行情况的模拟分析，一旦发现不同高度的塔机存在碰撞风险，则立即执行对应的避让操作，从而有效提高了塔机的运行安全性。
23.本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：
25.图1是本发明实施例提供的多塔机避让方法的具体实现流程图；
26.图2是本发明实施例提供的多塔机避让方法中三维坐标系的示意图；
27.图3是本发明实施例提供的多塔机避让方法中具有高度差的塔机的示意图；
28.图4是本发明实施例提供的多塔机避让方法中控制避让塔机执行避让操作的具体实现流程图；
29.图5是本发明实施例提供的多塔机避让方法中第一三维模型和第二三维模型在水平平面上的重叠范围的示意图；
30.图6是本发明实施例提供的多塔机避让装置的结构示意图。
具体实施方式
31.以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。
32.本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以
上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。
33.请参见图1，本发明实施例提供一种多塔机避让方法，应用于plc，所述方法包括：
34.s10)确定基准塔机；
35.s20)获取所述基准塔机的第一塔机参数，基于所述第一塔机参数建立三维坐标系；
36.s30)确定避让塔机，所述避让塔机与所述基准塔机具有高度差；
37.s40)获取所述避让塔机的第二塔机参数；
38.s50)基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
39.在本发明实施例中，为了实现多个不等高塔机的避让功能，通过plc进行塔机的模拟分析，首先需要确定基准塔机，例如该基准塔机可以人为指定或由plc随机确认，对于本领域技术人员可以知晓，所述基准塔机并不是特定的塔机，而是任何被避让的塔机均可以确定为基准塔机，例如在一种实施例中，b塔机对a塔机进行避让，则a塔机可被视为基准塔机，而b塔机被视为避让塔机；在另一种实施例中，a塔机对b塔机进行避让，则此时b塔机被视为基准塔机，a塔机被视为避让塔机，在此不做过多赘述。
40.在确定基准塔机后，首先获取基准塔机的第一塔机参数，在本发明实施例中，基准塔机包括底座和吊臂，所述第一塔机参数包括所述底座的高度和所述吊臂的长度，所述基于所述第一塔机参数建立三维坐标系，包括：基于所述底座和所述吊臂的交点确定坐标原点；基于所述底座的高度和所述吊臂的长度建立与所述坐标原点对应的三维坐标系。
41.例如该第一塔机参数包括但不限于基准塔机的吊臂长度、底座高度、吊臂与底座的交点位置、底座所在地理位置等，该第一塔机参数可以为在基准塔机运行过程中实时动态获取的。在获取到上述第一塔机参数后，通过plc基于该第一塔机参数建立三维坐标系，具体的，可以通过在plc中对上述第一塔机参数进行模拟运算，将底座和吊臂的交点作为坐标系原点o，以吊臂在第一姿态时的位置作为三维坐标系的x轴，吊臂在第二姿态时的位置作为三维坐标系的y轴，以及以底座为z轴构建三维坐标系，请参见图2，为本发明实施例提供的三维坐标系的示意图。
42.在确定三维坐标系后，进一步确定避让塔机，其中该避让塔机与基准塔机存在高度差，例如请参见图3，基准塔机t1与避让塔机t2存在高度差。为了确定避让塔机在存在于基准塔机碰撞风险时的避让方法，进一步获取避让塔机的第二塔机参数，例如该第二塔机参数包括但不限于避让塔机的吊臂长度、底座高度、吊臂与底座的交点位置、底座所在地理位置等，该第二塔机参数可以为在避让塔机运行过程中实时动态获取的。此时根据该第二塔机参数在三维坐标系中进行运行分析，从而模拟分析出避让塔机与基准塔机之间的运行相对关系，以控制避让塔机执行对应的避让操作。
43.在本发明实施例中，通过对不同塔机之间的碰撞趋势进行预测，从而提前对存在碰撞趋势的塔机执行主动避让操作，提高了塔机运行的安全性，提高施工过程的安全性。
44.请参见图4，在本发明实施例中，所述基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：
45.s51)基于所述第一塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述基准塔机对应的第一三维模型，基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述避让塔机对应的第二三维模型；
46.s52)判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；
47.s53)若是，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
48.例如为了更清楚地确定基准塔机和避让塔机是否存在碰撞风险，可以基于基准塔机的第一塔机参数在三维坐标系中生成对应的第一三维模型，以及基于第二塔机参数生成对应的第二三维模型，此时可以通过plc判断上述第一三维模型和第二三维模型是否存在重叠风险来确定基准塔机和避让塔机是否存在碰撞风险。
49.在本发明实施例中，所述判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：分别确定所述第一三维模型和所述第二三维模型在所述三维坐标系中的第一活动范围和第二活动范围；判断所述第一活动范围和所述第二活动范围是否存在重叠范围；若是，确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
50.由于塔机在实际运行过程中是在三维空间中运行，而对其运动过程进行分解后可以分解为在水平平面上的运动以及在垂直平面上的运动，因此要分析两个三维模型是否存在重叠风险，可以分别从水平平面和垂直平面上进行分析。在一种可能的实施方式中，首先分别确定第一三维模型和第二三维模型在三维坐标系中的第一活动范围和第二活动范围，例如在本实施例中，可以仅对三维模型在三维坐标系中的水平平面的活动范围进行分析、也可仅对三维模型在三维坐标系中的垂直平面的活动范围进行分析，而为了实现最精确的运动分析，可以同时对三维模型在三维坐标系中的水平平面和垂直平面上的运动进行分析，以精确判断第一三维模型和第二三维模型是否存在重叠范围。
51.例如在本发明实施例中，所述第一活动范围为所述第一三维模型在水平平面和垂直平面的活动范围，所述第二活动范围为所述第二三维模型在水平平面和垂直平面的活动范围，所述判断所述第一活动范围和所述第二活动范围是否存在重叠范围，包括：基于所述第一活动范围和所述第二活动范围获取所述第一三维模型和所述第二三维模型在水平平面的重叠范围；判断所述基准塔机和所述避让塔机是否均运行于所述重叠范围内；若是，基于所述第一三维模型在垂直平面的活动范围获取所述基准塔机的第一吊钩高度信息，基于所述第二三维模型在垂直平面的活动范围获取所述避让塔机的第二吊钩高度信息；基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
52.例如首先根据第一三维模型在水平平面的活动范围以及第二三维模型在水平平面的活动范围确定对应的重叠范围，即首先对第一三维模型和第二三维模型在水平平面上的活动是否存在重叠进行判断。请参见图5，为本发明实施例提供的第一三维模型和第二三维模型在水平平面上的重叠范围的示意图，其中第一三维模型的活动范围为半径为r的圆，第二三维模型的活动范围为半径为r的圆，则其重叠范围为s，plc可以根据实时获取的第一塔机参数和第二塔机参数对上述第一三维模型和第二三维模型进行碰撞分析，一旦发现第一三维模型和第二三维模型在水平平面上存在重叠风险，则确定基准塔机和避让塔机存在
碰撞风险(但可能并未发生碰撞)。此时进一步基于所述第一三维模型在垂直平面的活动范围获取基准塔机的第一吊钩高度信息，以及基于所述第二三维模型在垂直平面的活动范围获取避让塔机的第二吊钩高度信息，并根据上述第一吊钩高度信息和第二吊钩高度信息确定第一三维模型和第二三维模型是否存在重叠风险。
53.例如在本发明实施例中，所述基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：对所述基准塔机的第一吊臂高度和所述避让塔机的第二吊臂高度进行比较；在所述第一吊臂高度大于所述第二吊臂高度的情况下，基于所述第一吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；在所述第一吊臂高度小于等于所述第二吊臂高度的情况下，基于所述第二吊钩高度信息确定第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
54.进一步的，所述基于所述第一吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：基于所述第一吊钩高度信息判断所述基准塔机的吊钩高度是否小于等于所述避让塔机的第二吊臂高度；若是，则确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；所述基于所述第二吊钩高度信息确定第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：基于所述第二吊钩高度信息判断所述避让塔机的吊钩高度是否小于等于所述基准塔机的第一吊臂高度；若是，则确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
55.具体的，可以通过塔机上的吊钩电机以及对应的编码器确定吊钩在吊臂上的水平位置以及吊钩在垂直方向上的垂直位置，即可以确定上述第一吊钩高度信息和第二吊钩高度信息，此时可以根据上述第一吊钩高度信息和第二吊钩高度信息的偏差是否小于预设值，当上述偏差小于预设值时，可以确定第一三维模型和第二三维模型是否存在重叠风险，即基准塔机和避让塔机存在碰撞风险。
56.进一步的，在本发明实施例中，所述控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：基于所述第一塔机参数和所述第二塔机参数生成避让空间；控制所述避让塔机运行至所述避让空间内，并实时监控所述基准塔机是否运行出所述重叠范围；在所述基准塔机运行出所述重叠范围的情况下，控制所述避让塔机解除针对所述基准塔机的避让操作。
57.在一种可能的实施方式中，在控制避让塔机执行避让操作之前，首先基于第一塔机参数和第二塔机参数生成避让空间，例如在本发明实施例中，可以以o点为中心，以直线oo2为半径画圆，并在该圆中减去πr2的区域，所剩下的区域即可以作为上述避让空间，在该避让空间中，基准塔机t1无法到达，而避让塔机t2可以到达，从而实现了准确、可靠的避让。在确定上述避让空间后，一旦发现基准塔机和避让塔机存在碰撞风险，则立即控制避让塔机运行至避让空间，以规避基准塔机，避免碰撞事故的发生。
58.然后实时监控基准塔机是否运行出重叠范围，例如在另一时刻，监控到基准塔机已经运行出重叠范围，则立即控制避让塔机解除针对所述基准塔机的避让操作，并继续进行正常运行。
59.在本发明实施例中，通过对处于不同高度的多个塔机的运行参数进行实时的监控，并通过plc进行三维运行模拟，从而在塔机存在碰撞风险前执行对应的避让控制，有效避免不同高度的塔机之间在运行过程中的碰撞事故的发生，提高了施工安全性。
60.下面结合附图对本发明实施例所提供的多塔机避让装置进行说明。
61.请参见图6，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种多塔机避让装置，应用于plc，所述装置包括：第一确定单元，用于确定基准塔机；第一参数获取单元，用于获取所述基准塔机的第一塔机参数，基于所述第一塔机参数建立三维坐标系；第二确定单元，用于确定避让塔机，所述避让塔机与所述基准塔机具有高度差；第二参数获取单元，用于获取所述避让塔机的第二塔机参数；分析单元，用于基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中进行运行分析，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
62.在本发明实施例中，所述基准塔机包括底座和吊臂，所述第一塔机参数包括所述底座的高度和所述吊臂的长度，所述第一参数获取单元用于：基于所述底座和所述吊臂的交点确定坐标原点；基于所述底座的高度和所述吊臂的长度建立与所述坐标原点对应的三维坐标系。
63.在本发明实施例中，所述分析单元包括：模型生成模块，用于基于所述第一塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述基准塔机对应的第一三维模型，基于所述第二塔机参数在所述三维坐标系中生成与所述避让塔机对应的第二三维模型；判断模块，用于判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险；若是，控制所述避让塔机执行对应的避让操作。
64.在本发明实施例中，所述判断所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险，包括：确定所述第一三维模型在水平平面的第一活动范围，以及确定所述第二三维模型在水平平面的第二活动范围；获取所述第一活动范围和所述第二活动范围的重叠范围；判断所述基准塔机和所述避让塔机是否均运行于所述重叠范围内；若是，获取所述基准塔机的第一吊钩高度信息和所述避让塔机的第二吊钩高度信息；基于所述第一吊钩高度信息或所述第二吊钩高度信息确定所述第一三维模型和所述第二三维模型是否存在重叠风险。
65.在本发明实施例中，所述控制所述避让塔机执行对应的避让操作，包括：基于所述第一塔机参数和所述第二塔机参数生成避让空间；控制所述避让塔机运行至所述避让空间内，并实时监控所述基准塔机是否运行出所述重叠范围；在所述基准塔机运行出所述重叠范围的情况下，控制所述避让塔机解除针对所述基准塔机的避让操作。
66.进一步地，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本发明实施例所述的方法。
67.以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
68.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
69.本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
70.此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。