[发明专利]工程机械作业目标定位方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械领域，特别涉及一种工程机械作业目标定位方法和系统。

背景技术

在起重机的施工作业过程中，尤其是远距离吊装时或者越过一定障碍物的作业工况时，由于操作者视觉的误差，无法准确判断被吊物的准确位置。如果被吊物与起重机吊钩在垂直方向上有偏差，会出现“歪拉斜拽”现象造成起重机的损害，甚至造成倾翻事故。

当前对于大型重物的起吊，往往需要经过现场的仔细勘察、测算。事先预估吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度等工况。而且在作业现场，还需要通过现场人员指挥调度，凭借操作者的目测及经验完成吊装工作。现场作业，往往需要多人协同，反复调整，增加工作的不确定性和吊装时间。尤其是在夜间、雨雪天气等复杂工况的时候，更增加了现场人员的操作指挥难度。

现有技术中，主要有以下两个缺点：

第一、目标点的无线定位精度低。由于高精度无线定位不开放，仅有民用伪码可供使用，目标点定位精度为10米左右，在计算吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度时与实际尺寸误差过大，无法准确判断被吊物的准确位置。如果被吊物与起重机吊钩在垂直方向上有偏差，会出现“歪拉斜拽”现象造成起重机的损害，甚至造成倾翻事故。

第二、吊臂执行动作不明确。现有方案中吊臂的执行动作主要依靠现场人员指挥调度，凭借操作者的目测及经验完成。当远距离吊装或者越过一定障碍物的作业工况时，由于操作者视觉的误差，无法准确判断被吊物的准确位置。起吊高度和起吊角度全凭目测和经验判断增加风险性。

发明内容

鉴于以上技术问题，本发明提供了一种工程机械作业目标定位方法和系统，采用实时动态差分测量方法，可以大大提高作业目标的定位精度。

根据本发明的一个方面，提供一种工程机械作业目标定位方法，包括：

基准站实时采集卫星定位信息作为当前测量值D0，并将D0发送给第一流动站和第二流动站，其中基准站设置在起重机回转轴中心，第一流动站设置在被吊物体起吊位置处，第二流动站设置在起重机车头处；

第一流动站实时采集卫星定位信息作为当前测量值D1，对D0和D1进行实时动态差分处理以获得第一流动站的相对坐标信息，并将第一流动站的相对坐标信息发送给起重机解算单元；

第二流动站实时采集卫星定位信息作为当前测量值D2，对D0和D2进行实时动态差分处理以获得第二流动站的相对坐标信息，并将第二流动站的相对坐标信息发送给起重机解算单元；

起重机解算单元根据第一流动站的相对坐标信息、第二流动站的相对坐标信息确定吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度；

起重机控制器根据所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度，控制吊臂运行到所述被吊物体起吊位置起吊所述被吊物体。

在本发明的一个实施例中，在起重机解算单元根据第一流动站的相对坐标信息、第二流动站的相对坐标信息确定吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度的步骤之后，还包括：

判断所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度是否在预定的起吊高度范围、吊臂俯仰角度范围、吊臂回转角度范围内；

若所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度不在预定的起吊高度范围、吊臂俯仰角度范围、吊臂回转角度范围内，则输出报警信息；

若所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度在预定的起吊高度范围、吊臂俯仰角度范围、吊臂回转角度范围内，则执行起重机控制器根据所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度，控制吊臂运行到所述被吊物体起吊位置起吊所述被吊物体的步骤。

在本发明的一个实施例中，起重机解算单元根据第一流动站的相对坐标信息、第二流动站的相对坐标信息确定吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度的步骤包括：

起重机解算单元根据第一流动站的相对坐标信息确定吊臂伸展长度和吊臂俯仰角度；

起重机解算单元根据第一流动站的相对坐标信息、第二流动站的相对坐标信息确定吊臂回转角度。

在本发明的一个实施例中，起重机控制器根据所述吊臂伸展长度、吊臂俯仰角度和吊臂回转角度，控制吊臂运行到所述被吊物体起吊位置起吊所述被吊物体的步骤包括：

在控制吊臂运行到所述被吊物体起吊位置的过程中，判断主臂角度传感器采集到的当前吊臂俯仰角度是否在预定吊臂俯仰角度范围内；

若当前吊臂俯仰角度不在预定吊臂俯仰角度范围内，则进行幅度改变，以便将当前吊臂俯仰角度调整到预定吊臂俯仰角度范围内；

若当前吊臂俯仰角度在预定吊臂俯仰角度范围内，则判断回转角度编码器采集到的当前回转角度判断是否在预定吊臂回转角度范围内；