塔吊控制方法、系统、终端及存储介质与流程

1.本技术涉及塔吊控制的技术领域，特别涉及一种塔吊控制方法、系统、终端及存储介质。


背景技术：

2.塔吊，又称为塔式起重机。塔吊包括有吊钩和起重臂，其中吊钩用于吊拖重物进行升降，起重臂用于通过自身回转来带动吊钩移动。塔吊的控制方式为：现场通信员与塔吊司机沟通确定塔吊的装载点/卸载点，塔吊司机在空中驾驶舱内通过手动操作，来控制塔吊的吊钩或者起重臂工作，实现重物的吊拖运输。
3.但是，在塔吊的实际操作过程中，受工地环境复杂、通信员与司机之间沟通不畅等因素的影响，司机难以快速准确地将重物运输至目的地，存在塔吊作业效率较低和作业精度较低的问题。


技术实现要素：

4.鉴于以上内容，有必要提供一种塔吊控制方法、系统、终端及存储介质，具有提高作业效率、作业精度的效果。
5.第一方面，本技术实施例提供了一种塔吊控制方法。
6.一种塔吊控制方法，应用于塔吊，所述塔吊包括起重臂和吊钩，所述方法包括：获取上报位置；根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置，其中，所述目标位置包括目标经纬度和目标高程；获取所述吊钩的初始位置，其中，所述初始位置包括初始经纬度和初始高程；根据所述目标经纬度和所述初始经纬度控制所述起重臂转动，根据所述目标位置和所述初始位置控制所述吊钩进行移动，其中，所述移动包括升降和沿所述起重臂延伸方向运动中的一种或多种。
7.可选地，所述根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置包括：根据n个所述上报位置，得到吊装任务流，其中，n≥2；当所述吊装任务流中存在处于未签收状态的所述上报位置时，按照所述上报位置的优先级标签，将处于所述未签收状态的所述上报位置更新为所述吊钩的所述目标位置。
8.可选地，所述方法还包括：响应于所述目标位置上的用户端的签收信息，将所述吊装任务流中与所述目标位置对应的所述上报位置更新为已签收状态。
9.可选地，所述上报位置为用户端上传的自身位置。
10.可选地，所述方法还包括：根据所述初始位置和所述目标位置，得到初始运动路径；获取吊物体型信息和周边障碍区域；根据所述吊物体型信息和所述初始运动路径，得到吊装运动区域；当所述吊装运动区域与所述周边障碍区域存在重叠区域时，基于所述重叠区域对所述初始运动路径进行更新，直到所述吊装运动区域与所述周边障碍区域不存在所述重叠区域，并根据更新结果得到吊装运动路径；确定所述吊钩在所述初始位置和所述目标位置之间的移动路径为所述吊装运动路径。
11.可选地，所述获取周边障碍区域包括：获取障碍位置和障碍顶点高度，并根据所述障碍位置和所述障碍顶点高度得到所述周边障碍区域。
12.可选地，所述获取所述吊钩的初始位置包括：通过吊钩定位终端获取所述吊钩的所述初始位置，其中，所述吊钩定位终端设置于所述吊钩，所述吊钩定位终端与全球导航卫星系统通信。
13.第二方面，本技术实施例提供了一种塔吊控制系统。
14.一种塔吊控制系统，应用于塔吊，所述塔吊包括起重臂和吊钩，所述系统包括塔吊控制终端，所述塔吊控制终端包括：信息上报模块，用于获取上报位置；目标获取模块，用于根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置，其中，所述目标位置包括目标经纬度和目标高程；吊钩定位模块，用于获取所述吊钩的初始位置，其中，所述初始位置包括初始经纬度和初始高程；运动控制模块，用于根据所述目标经纬度和所述初始经纬度控制所述起重臂转动，根据所述目标位置和所述初始位置控制所述吊钩进行移动，其中，所述移动包括升降和沿所述起重臂延伸方向运动中的一种或多种。
15.第三方面，本技术实施例提供了一种塔吊控制终端。
16.一种塔吊控制终端，所述塔吊控制终端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现如上述任一技术方案项所述的塔吊控制方法。
17.第四方面，本技术实施例提供了一种存储介质。
18.一种存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一技术方案所述的塔吊控制方法。
19.本技术实施例从上报位置中获取目标位置，利用初始位置和目标位置，控制吊钩移动，使吊钩从初始经纬度逼近目标经纬度，从初始高程逼近目标高程，从而使吊钩可以自动移动至装载点位置装载重物，或者自动移动至卸载点位置卸载重物。上述方式提供了一种半自动化的塔吊控制方式，在实际操作过程中，减少了塔吊司机对通信员的沟通依赖，减少受工地环境复杂、通信员与司机之间沟通不畅、地面视角与高空视角误差、高空存在视觉盲区、司机经验不足、司机过度疲惫等多方面因素的影响，达到塔吊作业效率和作业精度更高的效果。
附图说明
20.图1为相关技术的塔吊的结构示意图。
21.图2为本技术实施方式的塔吊的结构示意图。
22.图3为本技术实施方式的塔吊控制方法的流程示意图。
23.图4为本技术实施方式的塔吊控制方法中获取目标位置的流程示意图。
24.图5为本技术实施方式的塔吊控制方法中步骤s302的子流程示意图。
25.图6为本技术实施方式的塔吊控制系统的模块示意图。
26.图7为本技术实施方式的塔吊控制系统进行位置更新的流程示意图。
27.图8为本技术实施方式的塔吊控制系统进行塔吊半自动化作业的流程示意图。
28.图9为本技术实施方式的塔吊控制终端的模块示意图。
29.主要元件符号说明
[0030][0031]
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本技术。
具体实施方式
[0032]
为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0033]
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如s301、s302
……
等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。本说明书中提到的“实施方式”意味着与该实施方式结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一些实施方式中。因此，在本说明书各处出现的用语“一些实施方式中”或“在实施方式中”并不一定都指同一实施方式，但可以指同一实施方式。此外，在一个或多个实施方式中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
[0034]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施方式的目的，不是旨在限制本技术。
[0035]
下面先对相关技术的情况做简要说明。
[0036]
请参阅图1，塔吊常用于在建筑工地上通过吊拖的方式运输如钢筋、混凝土和钢管等重物。塔吊包括有机架10、起重臂20、吊钩30、第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置。其中，吊钩30用于吊拖重物。起重臂20的一端转动连接于机架10的上部，起重臂20设置有滑动机构，滑动机构装载有吊绳机构，吊绳机构通过吊绳连接吊钩30。
[0037]
第一驱动装置设置于起重臂20与机架10之间，第一驱动装置用于驱使起重臂20在水平方向上转动，起重臂20则通过自身转动带动吊钩30在水平方向上移动。第二驱动装置设置于吊绳机构，第二驱动装置可以通过收卷或释放吊绳的方式，改变吊钩30的高度，从而使得吊钩30可以在竖直方向上进行升降。第三驱动装置设置于滑动机构，第三驱动装置用
于带动滑动机构沿起重臂20的延伸方向进行滑移运动，以使吊绳机构和吊钩30沿起重臂20进行运动。
[0038]
机架10的上部还设置有驾驶舱40，塔吊的司机可以在驾驶舱40中操作控制面板，来控制起重臂20发生指定角度的转动，或者控制吊钩30发生指定高度的升降，从而使得吊钩30移动至指定的位置。
[0039]
塔吊最常见的工作模式为：地面的通信员与塔吊的司机进行远程通话，通信员将地面上的位置告知司机，如将地面上的装载点告知司机；然后，司机手动控制吊钩30移动至装载点进行重物装载；在重物装载完成之后，通信员再将地面上的另一个位置告知司机，如将地面上的卸载点告知司机；然后，司机手动控制吊钩30移动至卸载点。
[0040]
在实际操作过程中，受工地环境复杂、通信员与司机之间沟通不畅、地面视角与高空视角误差、高空存在视觉盲区、司机经验不足、司机过度疲惫等多方面因素的影响，司机难以快速准确地将重物运输至目的地，导致塔吊作业的效率和精度较低，并且吊钩30或重物在移动过程中可能会与障碍物发生碰撞，容易引起安全问题。
[0041]
为此，本技术实施方式提供一种塔吊控制方法、系统、终端及存储介质，具有提高作业效率、作业精度和作业安全性的效果。请参阅图2，本技术实施方式首先提供一种塔吊控制方法，塔吊控制方法应用于塔吊。塔吊包括有机架1、起重臂2、吊钩3、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置和塔吊控制器。
[0042]
其中，第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置分别信号连接于塔吊控制器。第一驱动装置用于受塔吊控制器的电信号控制驱动起重臂2发生转动，从而在水平方向上改变吊钩3的经纬度。第二驱动装置用于受塔吊控制器的电信号控制吊绳机构工作，从而带动吊钩3带动吊钩3升降，在竖直方向上改变吊钩3的高程。第三驱动装置用于受塔吊控制器的电信号控制驱动起滑移机构沿起重臂2的延伸方向移动，从而带动吊钩3沿起重臂2的延伸方向移动，在水平方向上改变吊钩3的经纬度。
[0043]
在本实施例中，吊钩3通过吊绳收放的方式进行升降。在一些实施例中，控制吊钩3升降的方式也可以为第二驱动装置驱使起重臂2进行上下摆动。
[0044]
请参阅图2和图3，塔吊控制器还信号连接有塔吊控制终端4。本技术实施例提供的一种塔吊控制方法可以由塔吊控制终端4执行，该方法包括以下步骤：
[0045]
s301、获取上报位置。
[0046]
其中，上报位置为吊钩3需要移动至的目的地。
[0047]
在实际应用场景中，塔吊至少应该停留于两个位置：用于装载重物的位置和用于卸载重物的位置，因此，上报位置的数量至少为2。例如，上报位置可以为吊钩3需要装载重物的装载点位置，或者为需要从吊钩3上卸载重物的卸载点位置。
[0048]
在一具体实施方式中，获取上报位置的具体方式为：塔吊控制终端4接收用户端上传的数据得到上报位置。
[0049]
其中，用户端指的是操作人员所使用的通讯设备，可以为智能手机、平板电脑等智能终端。操作人员可以在用户端中输入装载点位置或者卸载点位置，用户端根据输入内容发出上报位置。各个上报位置可以是由多个不同的用户端上传的位置数据得到，也可以是由一个用户端上传的多个位置数据得到。
[0050]
例如，操作人员包括有装载人员和卸载人员，装载人员通过用户端输入装载点位
置，此用户端将装载点位置作为上报位置上传；卸载人员通过用户端输入卸载点位置，此用户端将卸载点位置作为上报位置上传；则塔吊控制终端4后续需要控制吊钩3从起始地点依次移动至装载点位置、卸载点位置。
[0051]
在一优选的实施方式中，获取上报位置的具体方式为：塔吊控制终端4获取用户端的自身位置并作为上报位置。
[0052]
具体的，用户端与全球导航卫星系统通信，用户端向全球导航卫星系统请求自身位置的经纬度和高程，然后，用户端根据请求结果得到自身位置并上传。
[0053]
在此实施方式中，用户端与上报位置之间具有一一对应的关系。在实际应用场景中，操作人员可以先抵达目的地，然后通过用户端自动上传数据生成上报位置，这种设置上报位置的方式更加方便，并且可以减少上传的位置数据与实际的位置之间的误差，使得吊钩3可以准确地移动至用户端的位置上。
[0054]
在一可选的实施方式中，获取上报位置的具体方式为：基于作业场地建立bim模型(建筑信息模型)，并发送至用户端。操作人员可以在作业场地的bim模型自定义地选择地点作为装载点位置/卸载点位置。
[0055]
s302、根据上报位置，确定吊钩3的目标位置。
[0056]
其中，目标位置用于反映吊钩3当前的时间节点需要移动至的地点位置。目标位置包括有目标经纬度和目标高程，目标经纬度为吊钩3移动后需要达到的经纬度，初始高程为吊钩3移动后需要达到的高程。
[0057]
各个上报位置相当于为吊钩3为了完成本次塔吊作业任务所需要依次经过的位置。例如各个上报位置中包括有装载点位置和卸载点位置，则吊钩3需要依次移动至装载点位置、卸载点位置，若吊钩3还未抵达装载点位置装载重物，则吊钩3当前的目标位置应为装载点位置；若吊钩3已经装载完货物需要抵达卸载点位置卸载重物，则吊钩3当前的目标位置应为卸载点位置。
[0058]
s303、获取吊钩的初始位置。
[0059]
其中，初始位置用于反映吊钩3的当前位置，初始位置包括有初始经纬度和初始高程。初始经纬度为吊钩3当前位置的经纬度，初始高程为吊钩3当前位置的高程。
[0060]
在一具体实施方式中，获取初始位置的方式为：通过吊钩定位终端5获取初始位置。其中，吊钩定位终端5设置于吊钩3上，吊钩定位终端5与全球导航卫星系统通信，并且吊钩定位终端5与塔吊控制终端4通信。吊钩定位终端5向全球导航卫星系统请求自身位置的经纬度和高程，然后，吊钩定位终端5根据请求结果生成初始位置，并发送至塔吊控制终端4。
[0061]
优选的，吊钩定位终端5采用gnss模块。吊钩定位终端5通过全球导航卫星定位技术，可以更加精确、快速地采集初始位置。
[0062]
作为一种可选的实施方式，获取初始位置的方式也可以为：获取起重臂2当前的回转角度和吊钩3当前的高度，然后通过回转角度计算出初始经纬度，并通过高度计算出初始高程。
[0063]
s304、根据目标经纬度和初始经纬度控制起重臂转动，根据目标位置和初始位置控制吊钩3进行移动。
[0064]
其中，利用目标经纬度和初始经纬度，可以计算出吊钩3从初始位置移动至目标位
置在经纬度上的运动量，并且换算出当前起重臂2需要转动的回转角度。控制起重臂2按照换算结果进行转动，可以使吊钩3从初始经纬度逼近目标经纬度。
[0065]
本步骤中的吊钩3移动包括有升降和沿起重臂2延伸方向上运动中的一种或多种。其中，利用目标高程和初始高程，可以计算出吊钩3从初始位置移动至目标位置在高度上的运动量或者运动路径，利用计算结果控制吊钩3进行升降，可以使吊钩3从初始高程逼近至目标高程。
[0066]
单纯利用起重臂2的转动，可能难以使吊钩3完全逼近至目标经纬度，此时可以利用目标经纬度和初始经纬度，可以计算出吊钩3从初始位置移动至目标位置在经纬度上的运动量，并换算成吊钩3需要沿起重臂2延伸方向上运动的运动量。控制吊钩3按照换算结果进行运动，可以使吊钩3从初始经纬度进一步逼近目标经纬度。
[0067]
在本实施例中，塔吊控制终端4根据目标经纬度、初始经纬度、目标高程和初始高程，计算出吊钩3的运动路径，并换算成起重臂2的回转角度、吊钩3的升降高度或者吊钩3沿起重臂2延伸方向运动的距离，然后换算结果发送至塔吊控制器8，塔吊控制器8控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置工作。
[0068]
s305、响应于目标位置上的用户端的签收信息，将吊装任务流中与目标位置对应的上报位置更新为已签收状态。
[0069]
其中，上报位置的状态包括有未签收状态和已签收状态，每一个上报位置生成之后默认为未签收状态。
[0070]
可以理解的是，由于目标位置是由操作人员根据自身位置上传的上报位置得到的，因此，目标位置和上报位置之间具有对应关系。
[0071]
当吊钩3抵达目标位置，相当于吊钩3抵达目标位置所对应的上报位置，上传此上报位置的操作人员可以通过相同的用户端发送签收信息。
[0072]
具体的，当吊钩3移动至任意的目标位置之后，操作人员需要在目标位置处完成指定任务，然后，操作人员通过用户端上传签收信息。未签收状态代表吊钩3还未抵达过此上报位置或者此上报位置的操作人员未完成指定任务，而已签收状态代表吊钩3抵达过此上报位置并且此上报位置的操作人员已经完成指定任务。
[0073]
由于上报位置和签收信息都是来源于同一个位置的用户端发送的，因此，不仅能够在确保吊钩3可以准确抵达用户端的上报位置，还可以确保是位于此上报位置的用户端完成了签收，减少发生重物被误签收的风险，且有利于后台对塔吊作业任务的进度监控。
[0074]
例如，当吊钩3移动至装载点位置/卸载点位置后，操作人员在装载点位置/卸载点位置完成转载重物/卸载重物的任务，然后通过用户端上传签收信息，示意此上报位置已经完成重物的签收。
[0075]
在一具体实施方式中，各个上报位置的状态会共享于参与本次塔吊作业任务的所有用户端以及监控后台，所有用户端的操作人员或监控后台的管理人员可以通过查新各个上报位置的状态而得知当前塔吊的工作状态或本次塔吊作业任务的进展程度。
[0076]
请参阅图2和图4，在一具体实施方式中，获取目标位置的方法可以包括以下步骤：
[0077]
s401、根据n个上报位置，得到吊装任务流。
[0078]
其中，n≥2，每一个上报位置均对应有优先级标签，吊装任务流包括所有上报位置，并且按照优先级标签的优先级别对所有上报位置进行排序。在一次完整的塔吊作业任
务中。吊钩3按照优先级标签代表的顺序依次经过的所有地点。
[0079]
在一具体实施方式中，系统根据上报位置的获取时间自动给上报位置分配优先级标签，获取时间越早的上报位置其优先级别也越高。
[0080]
在另一具体实施方式中，用户端上传上报位置时可以设置上报位置的优先级标签，并且用户端可以上传两次相同的自身位置，并且两次设置不同的优先级标签，从而生成不同的上报位置。
[0081]
例如，在单次装载卸载的塔吊作业任务中，用户端a1所在位置为重物的装载点位置，用户端a1基于当前位置上传上报位置a1，并设置上报位置a1的优先级标签为1；用户端b所在位置为重物的卸载点位置，用户端b1基于当前位置上传上报位置b1，并设置上报位置b1的优先级标签为2。则在吊装任务流中，上报位置a1、上报位置b1依次排序。
[0082]
再例如，在连续装载卸载的塔吊作业任务中，用户端a2所在位置为重物的第一个装载点位置，用户端a2基于当前位置上传上报位置a2，并设置上报位置a2的优先级标签为1；用户端b2所在位置为重物的第一个卸载点位置，用户端b2基于当前位置上传上报位置b2，并设置上报位置b2的优先级标签为2；用户端c2所在位置为重物的第二个卸载点位置，用户端c2基于当前位置上传上报位置c2，并设置上报位置c2的优先级标签为3。则在吊装任务流中，上报位置a2、上报位置b2、上报位置c2依次排序。
[0083]
再例如，在重复装载卸载的塔吊作业任务中，用户端a3所在位置为重物的装载点位置，并且重物需要装载两次，用户端a3基于当前位置上传上报位置a3和上报位置a3’，并设置上报位置a3的优先级标签为1，设置上报位置a3’的优先级标签为3；用户端b3所在位置为重物的第一个卸载点位置，用户端b3基于当前位置上传上报位置b3，并设置上报位置b3的优先级标签为2；用户端c3所在位置为重物的第二个卸载点位置，用户端c3基于当前位置上传上报位置c3，并设置上报位置c3的优先级标签为4。则在吊装任务流中，上报位置a3、上报位置b3、上报位置a3’、上报位置c3依次排序。
[0084]
s402、当吊装任务流中存在处于未签收状态的上报位置时，按照上报位置的优先级标签，将吊装任务流中处于未签收状态的上报位置更新为吊钩3的目标位置。
[0085]
其中，若吊装任务流中存在处于未签收状态的上报位置，则说明吊钩3还存在需要移动的地点，则将吊装任务流中优先级最高的、处于未签收状态的上报位置更新为目标位置。
[0086]
若吊装任务流中不存在处于未签收状态的上报位置，则说明吊钩3不存在需要移动的地点，本次塔吊作业任务结束。
[0087]
步骤s402的具体实施方式为：判断吊装任务流中是否存在处于未签收状态的上报位置，若是，则按照优先级标签的优先顺序，将优先级别最高的处于未签收状态的上报位置作为目标位置；若否，则结束，向各个用户端发送任务完成信息。
[0088]
在本实施例中，在执行塔吊作业任务的过程中，吊钩的初始位置相当于是吊钩开始运动前的起始位置。当吊钩3抵达任意一个目标位置之后，若有新的上报位置更新为新的目标位置，则旧的目标位置即吊钩3的当前位置为初始位置；若没有新的上报位置更新为新的目标位置，则当前的塔吊作业任务已经全部完成，此时塔吊控制终端4会将默认位置作为目标位置，控制吊钩3进行移动至默认位置。默认位置为系统预设的位置，当塔吊处于待机状态或休眠状态时，吊钩3处于默认位置。
[0089]
请参阅图2和图5，在一具体实施方式中，步骤s304可以包括以下步骤：
[0090]
s501、根据初始位置和目标位置，得到初始运动路径。
[0091]
其中，初始运动路径为吊钩3从初始位置移动至目标位置的一种运动路径。
[0092]
利用初始经纬度和初始高程，可以计算得到初始位置在世界坐标系中的坐标。利用目标经纬度和目标高程，可以计算得到目标高程在世界坐标系中的坐标。利用路径规划算法，可以结合初始位置和目标高程在世界坐标系中的坐标，可以得到初始运动路径。
[0093]
在本实施例中，初始运动路径是根据初始位置和目标位置得到的运动路径，由于初始运动路径上可能会存在与吊钩3或重物发生碰撞的障碍物，因此初始运动路径在后续步骤中可能需要进行优化，以提高吊钩3按照运动路径移动时的安全性。
[0094]
s502、获取吊物体型信息和周边障碍区域。
[0095]
其中，吊物体型信息和周边障碍区域均由操作人员通过用户端上传的数据得到。吊物体型信息用于描述吊钩3吊挂的重物的占用空间。周边障碍区域用于描述上报位置附近区域内的障碍物的占用空间。此处的障碍物指的是在塔吊任务进行的时间内处于静止状态并且可能会塔吊任务的执行造成阻碍的物体，例如停放在上报位置附近的大型车辆或堆积的原材料等。
[0096]
具体的，吊物体型信息包括有吊物半径。常见的重物如钢筋、木楞、钢管等在装载至吊钩3上时通常会进行捆绑，并且在吊挂状态下的形状近似于圆柱体。吊物半径用于反映重物处于吊挂状态时的半径，用于描述重物的宽度大小。
[0097]
在一可选的实施方式中，吊物体型信息还包括有吊物长度。吊物长度用于反映重物处于吊挂状态时的长度，吊物长度可以配合吊物半径描述重物的占用空间。
[0098]
在实际应用场景中，操作人员可以估算重物的尺寸，并在上传上报位置的同时上传吊物体型信息。或者，操作人员在上报位置处完成一次重物的装载或卸载之后，操作人员现场对重物的尺寸进行测量并将测量结果输入用户端，塔吊控制终端4根据用户端的输入内容生成吊物体型信息。
[0099]
具体的，周边障碍区域包括有障碍顶点高度，障碍顶点高度用于反映障碍物的顶部的高度。通过使吊钩3及重物以高于障碍顶点高度的高度进行移动，可减少吊钩3或重物碰撞障碍物的风险。
[0100]
在一具体实施方式中，获取周边障碍区域的具体方式为：
[0101]
步骤一，获取用户端上传的自身位置作为障碍位置，获取用户端上传的自身高度作为障碍顶点高度。
[0102]
在实际应用场景中，操作人员可以携带用户端移动至障碍物附近，并将用户端放置于障碍物的顶部。用户端向全球导航卫星系统请求当前位置的经纬度和当前位置对应的高程，然后用户端根据请求结果生成自身位置和自身高度并上传。塔吊控制终端4将用户端的自身位置作为障碍位置，并将用户端的自身高度作为障碍顶点高度。
[0103]
另外的，操作人员也可以在用户端中手动输出障碍物的高度数值，塔吊控制终端4将用户端的输入内容生成障碍顶点高度。
[0104]
步骤二，根据障碍位置和障碍顶点高度，得到周边障碍区域。
[0105]
在一可选的实施方式中，根据障碍顶点高度和障碍位置，并结合预设的障碍面积系数，可以计算得到障碍物占用的空间体积。障碍面积系数用于模拟物体在水平方向上的
面积，以障碍位置为中心结合障碍面积系数可以模拟障碍物在水平方向上的面积。
[0106]
在另外一可选的实施方式中，操作人员在上传障碍位置时，可以上传一组障碍位置组，每一组障碍位置组均对应于一个障碍物，并且障碍位置组中包含有至少三个障碍位置，各个障碍位置之间的连线可以围成障碍物的平面区域。在实际应用场景中，操作人员可以围绕障碍物移动，并停留在至少三个位置处上传障碍位置。后续计算周边障碍区域的过程中，根据障碍位置组中各个障碍位置之间的连线得到障碍物所在一个闭环的平面区域，再结合障碍顶点高度可以计算出周边障碍区域。
[0107]
s503、根据吊物体型信息和初始运动路径，得到吊装运动区域。
[0108]
其中，吊装运动区域用于反映吊挂有重物的吊钩3在按照初始运动路径移动时，重物所经过的区域。
[0109]
吊物体型信息可以反映重物的占用空间，结合吊物体型信息和初始运动路径，可以将重物的占用空间体现于初始运动路径中的每一个点位，从而得到吊装运动区域。
[0110]
s504、判断吊装运动区域与周边障碍区域是否存在重叠区域，若是，则执行步骤s505，若否，则执行步骤s506。
[0111]
s505、对当前的初始运动路径进行更新，更新后返回步骤s504。
[0112]
s506、将当前的初始运动路径作为吊装运动路径。
[0113]
s507、将吊装运动路径作为吊钩3在初始位置与目标位置之间的移动的路径。
[0114]
在步骤s304中，按照初始位置到目标位置的吊装运动路径控制吊钩3进行移动。
[0115]
上述步骤s505-步骤s507，相当于是当吊装运动区域与周边障碍区域存在重叠区域时，则基于重叠区域对初始运动路径进行更新，直到吊装运动区域与周边障碍区域不存在重叠区域，根据更新结果得到吊装运动路径。
[0116]
其中，吊装运动区域与周边障碍区域均是通过经纬度、高程得到的数据信息，可以将吊装运动区域与周边障碍区域共同投影到基于经纬度、高程建立的三维坐标系中，得到对应于吊装运动区域的运动区域模型与对应于周边障碍区域的障碍区域模型。
[0117]
若吊装运动区域与周边障碍区域存在重叠区域，则说明在吊钩3和重物的实际运动过程中，重物容易在重叠区域所对应的位置处与障碍物发生碰撞。因此，执行步骤s505对初始运动路径进行更新，并在更新后重新返回步骤s504。
[0118]
若吊装运动区域与周边障碍区域不存在重叠区域，则说明重物不容易在移动过程中与障碍物发生碰撞，执行步骤s507。
[0119]
在本技术提供的实施例中，由于目标位置本身是由操作人员持有的用户端上传的，因此，操作人员可以站在较为空旷、障碍物较少的地面位置上传上报位置，可以有效减少吊钩3的运动路径经过障碍物的概率，提高吊钩3运动的安全性。
[0120]
在一具体实施方式中，每当用户端上传吊物体型信息、周边障碍区域，或者目标位置发生更新之后，系统会重新执行步骤s501，对吊钩3的运动路径进行重新规划。
[0121]
在一具体实施方式中，步骤s505对初始运动路径进行更新的方式为：将初始运动路径分成多段路段，按照设置的距离参数，增加初始运动路径中各段路段到重叠区域的距离，使得吊钩3在吊挂重物按照初始运动路径移动时可以绕开障碍物。具体的距离参数以及各段路段绕开障碍物的方向，可以由操作人员通过用户端进行设置。
[0122]
在一可选的实施方式中，步骤s505对初始运动路径进行更新的方式为：将初始运
动路径设置为先移动至高于周边障碍区域指定高度的位置或高度最高的位置，先通过经纬度逼近在水平方向上移动，在抵达目标位置的上方之后，再通过高程逼近在竖直方向上移动，最终抵达目标位置。利用此更新的方式可以建立更加安全的运动路径。
[0123]
在一具体实施方式中，在步骤s505中，还包括以下步骤：
[0124]
s5051，判断重叠区域到目标位置之间的距离是否达到预设的距离阈值，若是则执行s5052，若否则执行s5053。
[0125]
s5052，向目标位置对应的上报位置的用户端发送障碍干扰信息，响应于用户端发送的位置更新信息更新目标位置，更新后返回步骤s505。
[0126]
其中，障碍干扰信息包括重叠区域，障碍干扰信息用于提醒用户端的操作人员当前位置可能会碰撞到吊钩3或吊钩3吊挂的重物，一方面提醒操作人员离开此位置，另一方面请求操作人员重新上传上报位置。若操作人员通过用户端重新上传上报位置，则将重新上传的上报位置作为目标位置。
[0127]
例如，操作人员a在装载点位置上传上报位置a，操作人员b在卸载点位置上传上报位置b。当吊钩3移动至上报位置a，并且操作人员a完成了重物装载之后，操作人员a可以上传吊物体型信息和签收信息，此时上报位置b更新为目标位置。然后，计算吊装运动区域和周边障碍区域，并分析吊装运动区域和周边障碍区域是否发生重叠。如果周边障碍区域与目标位置发生干涉，则提醒操作人员b远离此目标位置并重新选择目标位置。
[0128]
由于在操作人员a完成重物装载之前，操作人员b并不得知重物处于吊挂状态时确切的占用空间，在此之前操作人员b需要凭借个人经验选取卸载点位置并上传上报位置，因此，操作人员b上传的上报位置可能会存在能够干扰到重物移动的障碍物的情况，即目标位置可能存在不安全的风险，而利用对初始运动路径进行更新的机制，可以在此情况中检测出目标位置是否安全，并及时更新目标位置。
[0129]
s5053，对初始运动路径进行更新，更新后返回步骤s505。
[0130]
以下结合图5对本技术实施例一种塔吊控制方法的实施原理进行表述：通过对塔吊作业的流程的分解，采集作业流程内关键节点定位数据，创建半自动的吊装任务流。利用上报位置建立吊装任务流，从吊装任务流中确定目标位置，并计算初始位置到目标位置之间的运动量，控制吊钩3从初始位置的初始经纬度逼近目标位置的经纬度，并从初始位置的初始高程逼近目标位置的高程，使吊钩3可以自动移动至装载点位置装载重物，或者自动移动至卸载点位置卸载重物，实现了对塔吊作业流程的半自动控制。
[0131]
在实际操作过程中，减少了塔吊司机对通信员的沟通依赖，减少受工地环境复杂、通信员与司机之间沟通不畅、地面视角与高空视角误差、高空存在视觉盲区、司机经验不足、司机过度疲惫等多方面因素的影响，达到塔吊作业效率和作业精度更高的效果，并且减少吊钩3或重物在移动过程中可能会与障碍物发生碰撞的风险，安全性更高。
[0132]
请参阅图6，本技术实施方式还提供一种塔吊控制系统，塔吊控制系统应用于塔吊。塔吊控制系统包括有塔吊控制终端4、吊钩定位终端5、物联网平台6(又称lot平台)和塔吊业务平台7。其中，塔吊控制终端4通信连接于吊钩定位终端5、物联网平台6、塔吊业务平台7和塔吊控制器。物联网平台6通信于用户端、塔吊控制终端4，物流网平台用于在塔吊控制终端4、塔吊业务平台7和用户端之间提供上下行通道，为设备上报和指令下行提供支撑。其中，物联网平台6的功能是负责半自动业务的生产和管理，物联网平台6可以采用云平台，
也可以采用在本地设置的客户端，本技术不对此进行限制。
[0133]
请参阅图6和图7，以下通过一个塔吊作业任务的位置更新的流程为例，来阐述本技术塔吊控制系统中用户端、物联网平台6和塔吊业务平台7相互配合的步骤，其中，用户端的数量为2，用户端包括有处于装卸点位置的用户端a和处于卸载点位置的用户端b。
[0134]
响应于操作人员对用户端a的发起操作，用户端a向塔吊业务平台7发送更新业务申请。
[0135]
塔吊业务平台7向物联网平台6发送请求上报信息，请求上报信息携带有任务标识。
[0136]
物联网平台6将携带有任务标识的请求上报信息分别发送至用户端a、用户端b，请求用户端a和用户端b进行信息上传。
[0137]
用户端a将上报位置、吊物体型信息、周边障碍区域作为上报信息，并将上报信息携带任务完成标签向物联网平台6上报。
[0138]
用户端b将上报位置、吊物体型信息、周边障碍区域作为上报信息，并将上报信息携带任务完成标签向物联网平台6上报。
[0139]
物联网平台6将用户端a、用户端b上报的内容发送至塔吊业务平台7。
[0140]
塔吊业务平台7接收并储存用户端a、用户端b上报的内容，然后根据用户端a、用户端b上报的内容生成一条完整的任务记录，并将任务记录发送至物联网平台6。
[0141]
物联网平台6将任务记录分别发送至用户端a、用户端b。
[0142]
用户端a接收并储存任务记录。
[0143]
用户端b接收并储存任务记录。
[0144]
请参阅图6和图8，以下通过一个塔吊半自动化作业的流程为例，来阐述本技术塔吊控制系统中用户端、物联网平台6、塔吊控制终端4和塔吊业务平台7相互配合的步骤，其中，用户端的数量为2，用户端包括有处于装卸点位置的用户端a和处于卸载点位置的用户端b。
[0145]
塔吊业务平台7启动塔吊作业任务，首先判断塔吊当前是否处于空闲状态，若是则判断塔吊是否处于正常启动状态，若是则向物联网平台6发送任务启动指令。
[0146]
物联网平台6进行服务下发，将任务启动指令发送至用户端a。
[0147]
用户端a在操作人员确定可以开始执行塔吊作业任务的情况下，向物联网平台6发送任务接收指令。
[0148]
物联网平台6进行信息上报，将任务接收指令发送至塔吊业务平台7。
[0149]
塔吊业务平台7向物联网平台6发送任务执行指令。
[0150]
物联网平台6进行服务下发，将任务执行指令发送至塔吊控制终端4。
[0151]
塔吊控制终端4解析用户端a的目标位置a，根据初始位置计算出吊装运动路径a。
[0152]
塔吊控制终端4根据吊装运动路径a控制吊钩3进行移动至目标位置a。
[0153]
待位于目标位置a的操作人员装载完重物之后，响应于操作人员的签收操作，用户端a向塔吊业务平台7发送签收信息。
[0154]
塔吊业务平台7向物联网平台6发送签收信息，并将当前塔吊的作业状态变更为装载完成。
[0155]
物联网平台6进行服务下发，将签收信息发送至塔吊控制终端4。
[0156]
塔吊控制终端4在接收到签收信息之后，解析用户端b的目标位置b，根据初始位置计算出吊装运动路径b。
[0157]
塔吊控制终端4根据吊装运动路径b控制吊钩3进行移动至目标位置b。
[0158]
待位于目标位置b的操作人员装载完重物之后，响应于操作人员的签收操作，用户端b向塔吊业务平台7发送签收信息。
[0159]
塔吊业务平台7向物联网平台6发送签收信息，并将当前塔吊的作业状态变更为卸载完成。
[0160]
物联网平台6进行服务下发，将签收信息发送至塔吊控制终端4。
[0161]
塔吊控制终端4在接收到签收信息之后，将吊钩3的默认位置作为目标位置，并控制吊钩3进行移动至默认位置，然后向塔吊业务平台7发送任务完成信息。
[0162]
塔吊业务平台7将当前塔吊的作业状态变更为任务完成。
[0163]
请参阅图2和图9，作为一种可选的实施方式，塔吊控制终端4可以包括多个由程序代码段所组成的功能模块，塔吊控制终端4根据其所执行的功能可以被划分为多个功能模块。所述功能模块包括：信息上报模块41、目标获取模块42、吊钩定位模块43和运动控制模块44，各个功能模块的功能如下：
[0164]
信息上报模块41，用于获取多个上报位置。
[0165]
目标获取模块42，用于根据上报位置，确定吊钩3的目标位置。
[0166]
吊钩定位模块43，用于获取吊钩3的初始位置。
[0167]
运动控制模块44，用于根据目标经纬度和初始经纬度控制起重臂2转动，根据目标位置和初始位置控制吊钩3进行移动，其中，所述移动包括升降和沿所述起重臂2延伸方向运动中的一种或多种。
[0168]
作为一种可选的实施方式，塔吊控制终端4包括存储器及至少一个处理器。存储器用于存储程序代码和各种数据。所述存储器可以包括只读存储器(read-only memory，rom)、随机存储器(random access memory，ram)、可编程只读存储器(programmable read-only memory，prom)、可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，eprom)、一次可编程只读存储器(one-time programmable read-only memory，otprom)、电子擦除式可复写只读存储器(electrically-erasable programmable read-only memory，eeprom)、只读光盘(compact disc read-only memory，cd-rom)或其他光盘存储器、磁盘存储器、磁带存储器、或者能够用于携带或存储数据的计算机可读的任何其他介质。
[0169]
处理器可以包括集成电路，例如可以包括单个封装的集成电路，也可以包括多个相同功能或不同功能封装的集成电路，包括微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述至少一个处理器是所述控制器的控制核心(control unit)，通过运行或执行存储在所述存储器内的程序或者模块，以及调用存储在所述存储器内的数据，以执行塔吊控制终端4的各种功能和处理数据。上述以软件功能模块的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能模块存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，终端，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本技术各个实施方式所述方法的部分。所述存储器中存储有程序代码，且所述至少一个处理器可调用所述存储器中存储的程序代码以执行相关的功能。在本
申请的一个实施方式中，所述存储器存储多个指令，所述多个指令被所述至少一个处理器所执行以实现上述塔吊控制方法。具体地，所述至少一个处理器对上述指令的具体实现方法可参考上述塔吊控制方法中相关步骤的描述，在此不赘述。
[0170]
本技术实施方式还提供了一种存储介质。其中，所述存储介质中存储有计算机指令，所述指令在计算设备上运行时，使得所述计算设备可以执行前述实施方式提供的吊塔控制方法。
[0171]
对于本领域技术人员而言，显然本技术不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本技术的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本技术。因此，无论从哪一点来看，均应将本技术上述的实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本技术的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本技术内。

技术特征：
1.一种塔吊控制方法，应用于塔吊，其特征在于，所述塔吊包括起重臂和吊钩，所述方法包括：获取上报位置；根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置，其中，所述目标位置包括目标经纬度和目标高程；获取所述吊钩的初始位置，其中，所述初始位置包括初始经纬度和初始高程；根据所述目标经纬度和所述初始经纬度控制所述起重臂转动，根据所述目标位置和所述初始位置控制所述吊钩进行移动，其中，所述移动包括升降和沿所述起重臂延伸方向运动中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的塔吊控制方法，其特征在于，所述根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置包括：根据n个所述上报位置，得到吊装任务流，其中，n≥2；当所述吊装任务流中存在处于未签收状态的所述上报位置时，按照所述上报位置的优先级标签，将处于所述未签收状态的所述上报位置更新为所述吊钩的所述目标位置。3.根据权利要求2所述的塔吊控制方法，其特征在于，所述方法还包括：响应于所述目标位置上的用户端的签收信息，将所述吊装任务流中与所述目标位置对应的所述上报位置更新为已签收状态。4.根据权利要求1-3任一项所述的塔吊控制方法，其特征在于：所述上报位置为用户端上传的自身位置。5.根据权利要求1-4任一项所述的塔吊控制方法，其特征在于，所述方法还包括：根据所述初始位置和所述目标位置，得到初始运动路径；获取吊物体型信息和周边障碍区域；根据所述吊物体型信息和所述初始运动路径，得到吊装运动区域；当所述吊装运动区域与所述周边障碍区域存在重叠区域时，基于所述重叠区域对所述初始运动路径进行更新，直到所述吊装运动区域与所述周边障碍区域不存在所述重叠区域，并根据更新结果得到吊装运动路径；确定所述吊钩在所述初始位置和所述目标位置之间的移动路径为所述吊装运动路径。6.根据权利要求5所述的塔吊控制方法，其特征在于，所述获取周边障碍区域包括：获取障碍位置和障碍顶点高度，并根据所述障碍位置和所述障碍顶点高度得到所述周边障碍区域。7.根据权利要求1-6任一项所述的塔吊控制方法，其特征在于，所述获取所述吊钩的初始位置包括：通过吊钩定位终端获取所述吊钩的所述初始位置，其中，所述吊钩定位终端设置于所述吊钩，所述吊钩定位终端与全球导航卫星系统通信。8.一种塔吊控制系统，应用于塔吊，其特征在于，所述塔吊包括起重臂和吊钩，所述系统包括塔吊控制终端，所述塔吊控制终端包括：信息上报模块，用于获取上报位置；目标获取模块，用于根据所述上报位置，确定所述吊钩的目标位置，其中，所述目标位置包括目标经纬度和目标高程；
吊钩定位模块，用于获取所述吊钩的初始位置，其中，所述初始位置包括初始经纬度和初始高程；运动控制模块，用于根据所述目标经纬度和所述初始经纬度控制所述起重臂转动，根据所述目标位置和所述初始位置控制所述吊钩进行移动，其中，所述移动包括升降和沿所述起重臂延伸方向运动中的一种或多种。9.一种塔吊控制终端，其特征在于，所述塔吊控制终端包括处理器和存储器，所述存储器中存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现权利如权利要求1-7任意一项所述的塔吊控制方法。10.一种存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任意一项所述的塔吊控制方法。

技术总结
本申请提供一种塔吊控制方法、系统、终端及存储介质，该方法包括：获取上报位置；根据上报位置，确定吊钩的目标位置，其中，目标位置包括目标经纬度和目标高程；获取吊钩的初始位置，其中，初始位置包括初始经纬度和初始高程；根据目标经纬度和初始经纬度控制起重臂转动，根据目标位置和初始位置控制吊钩移动。本申请提供了一种半自动化的塔吊控制方式，在实际操作过程中，减少了塔吊司机对通信员的沟通依赖，减少受工地环境复杂、通信员与司机之间沟通不畅、地面视角与高空视角误差、高空存在视觉盲区、司机经验不足、司机过度疲惫等多方面因素的影响，达到塔吊作业效率和作业精度更高的效果。的效果。的效果。


技术研发人员：吴迪 刘涛 朱家朋 徐政卿 秦硕
受保护的技术使用者：新辉建筑创科有限公司
技术研发日：2022.12.30
技术公布日：2023/8/24