[发明专利]一种基于工业人机界面的虚拟成像方法及装置

权利要求书

1.一种基于工业人机界面的虚拟成像方法，其特征在于，用于塔吊监控系统，所述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，

所述塔吊实时动作采集模块与塔吊的控制台连接，用于从所述控制台获取所述塔吊的当前动作信息；所述塔吊实时状态采集模块用于获取所述塔吊的实时状态信息，所述实时状态信息包括所述塔吊的起重臂的实时方向、所述起重臂上的小车的实时位置以及所述塔吊的吊钩的实时高度；所述塔吊实时现场环境采集模块用于获取所述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所述塔吊的实时相对位置信息；所述工业人机界面用于根据来自所述塔吊实时动作采集模块、所述塔吊实时状态采集模块和所述塔吊实时现场环境采集模块的信息对所述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：

通过所述工业人机界面获取由所述塔吊的操作者选择的观看方向显示模式，所述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；

在所述操作者选择固定观看方向显示模式的情况下，通过所述工业人机界面获取由所述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，所述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；在所述操作者选择自动观看方向显示模式的情况下，所述工业人机界面根据来自所述塔吊实时动作采集模块和所述塔吊实时状态采集模块的信息，从所述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；

所述工业人机界面根据来自所述塔吊实时动作采集模块、所述塔吊实时状态采集模块和所述塔吊实时现场环境采集模块的信息，以所述当前观看方向显示所述塔吊的操作现场的三维虚拟图像；其中，

所述当前动作信息包括吊钩起落动作、小车运动动作、起重臂摆动动作和无操作动作；

在所述操作者选择自动观看方向显示模式的情况下：

在所述当前动作信息为吊钩起落动作时，确定所述吊钩的实时高度是否大于预设吊钩高度阈值，在所述吊钩的实时高度大于所述预设吊钩高度阈值时，所述工业人机界面以所述第二观看方向显示所述塔吊的操作现场的三维虚拟图像，在所述吊钩的实时高度小于或等于所述预设吊钩高度阈值时，所述工业人机界面以所述第三观看方向显示所述塔吊的操作现场的三维虚拟图像；

在所述当前动作信息为小车运动动作或起重臂摆动动作或无操作动作时，所述工业人机界面以所述第一观看方向显示所述塔吊的操作现场的三维虚拟图像。

2.根据权利要求1所述的基于工业人机界面的虚拟成像方法，其特征在于，在存在两台或更多台塔吊协同工作的情况下，每台塔吊均配备有所述塔吊监控系统，并且每台塔吊还包括通信模块，所述通信模块用于所述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，

在所述通过所述工业人机界面获取由所述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：通过所述工业人机界面获取由所述塔吊的操作者选择的工作模式，所述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，所述观看方向显示模式默认设置为固定观看方向显示模式，并且将所述第一观看方向作为当前观看方向；

所述工业人机界面根据来自所述塔吊实时动作采集模块、所述塔吊实时状态采集模块和所述塔吊实时现场环境采集模块的信息，以所述当前观看方向显示所述塔吊的操作现场的三维虚拟图像，包括：针对所述两台或更多台塔吊中的每一台塔吊，所述工业人机界面根据来自所述塔吊实时动作采集模块、所述塔吊实时状态采集模块和所述塔吊实时现场环境采集模块的信息以及经由所述通信模块获取的来自所述两台或更多台塔吊中的其他塔吊的塔吊监控系统的信息，以所述当前观看方向显示所述两台或更多台塔吊协同操作现场的三维虚拟图像；

针对所述两台或更多台塔吊中的每一台塔吊，所述方法还包括：

所述工业人机界面根据来自所述塔吊实时动作采集模块、所述塔吊实时状态采集模块的信息以及来自所述两台或更多台塔吊中的其他塔吊的塔吊监控系统的信息，确定该塔吊的起重臂与所述其他塔吊的起重臂之间的相对位置是否存在碰撞风险，并且在确定存在碰撞风险时，以预设方式显示相关联的起重臂，以提醒所述操作者。