【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及船舶安全生產(chǎn)領(lǐng)域，具體涉及一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)及其工作方法。
技術(shù)介紹
1、船廠大型起重機(jī)是船舶修造企業(yè)的核心生產(chǎn)裝備，承擔(dān)船廠的船塢、碼頭等生產(chǎn)區(qū)域的分段、舾裝件的吊裝，以及總段搭載的生產(chǎn)任務(wù)。由于船塢、碼頭區(qū)大量存在多臺(tái)大型起重機(jī)交叉作業(yè)工況，而起重機(jī)司機(jī)以及地面指揮人員由于視線限制，難以全方位觀察各臺(tái)起重機(jī)之間的位置姿態(tài)狀況，一旦起重機(jī)發(fā)生碰撞，可能發(fā)生重大安全事故。
2、現(xiàn)有的三維空間碰撞算法，如aabb(軸對(duì)齊包圍盒)碰撞檢測(cè)，雖然計(jì)算量小，但是不能用于空間旋轉(zhuǎn)構(gòu)件的碰撞檢測(cè)；而sat(分離軸定理)碰撞檢測(cè)，雖然可以用于檢測(cè)任意凸多面體的碰撞，但是計(jì)算過(guò)程較為復(fù)雜且計(jì)算量較大，對(duì)計(jì)算服務(wù)器的性能要求較高。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題，本專利技術(shù)提供了一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)及其工作方法，以解決船廠起重機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中的碰撞安全隱患。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案如下:
3、一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)，包括建模模塊、數(shù)據(jù)采集傳輸模塊和計(jì)算模塊，建模模塊建立代替起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體三維模型，數(shù)據(jù)采集傳輸模塊采集并傳送起重機(jī)構(gòu)件的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)給計(jì)算模塊，計(jì)算模塊根據(jù)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞。
4、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，包括以下步驟：
5、步驟一，建立代替起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體三維
6、步驟二，結(jié)合系統(tǒng)提供的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算近似長(zhǎng)方體的端點(diǎn)坐標(biāo)、棱、面的方程；
7、步驟三，計(jì)算各個(gè)近似長(zhǎng)方體的棱與面的交點(diǎn)并判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞。
8、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟一中，建立起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體包括：根據(jù)起重機(jī)各主要運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖紙，配置包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高；根據(jù)碰撞預(yù)警距離，放大包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高，形成起重機(jī)各個(gè)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體。
9、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，步驟二包括：根據(jù)數(shù)據(jù)采集傳輸模塊提供的構(gòu)件的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算起重機(jī)各個(gè)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體的端點(diǎn)坐標(biāo)；根據(jù)端點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各條棱的三元一次方程組，每個(gè)近似長(zhǎng)方體十二條棱；根據(jù)端點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各個(gè)面的三元一次方程，每個(gè)近似長(zhǎng)方體六個(gè)面。
10、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟三中，計(jì)算棱與面的交點(diǎn)的步驟為選擇起重機(jī)第一構(gòu)件的某一條棱，以及第二構(gòu)件的某一個(gè)面，求解交點(diǎn)坐標(biāo)。
11、作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在步驟三中，判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞的步驟為：根據(jù)求解所得的交點(diǎn)坐標(biāo)，判斷交點(diǎn)是否位于第一構(gòu)件的棱上；如果是，則第一構(gòu)件與第二構(gòu)件碰撞，停止計(jì)算；如果不是，則繼續(xù)遍歷計(jì)算第一構(gòu)件的棱和第二構(gòu)件的面的交點(diǎn)；如果所有的交點(diǎn)均不位于第一構(gòu)件的棱上，則第一構(gòu)件和第二構(gòu)件不碰撞。
12、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)的有益效果為：
13、本專利技術(shù)的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)及其工作方法將起重機(jī)構(gòu)件簡(jiǎn)化為長(zhǎng)方體，使用三元一次線性方程表達(dá)長(zhǎng)方體的棱和面，計(jì)算不同棱和面的交點(diǎn)，再通過(guò)交點(diǎn)的坐標(biāo)區(qū)間判斷不同長(zhǎng)方體之間是否碰撞，降低算法對(duì)計(jì)算資源的要求，并滿足算法實(shí)時(shí)性的要求。
本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括建模模塊、數(shù)據(jù)采集傳輸模塊和計(jì)算模塊，所述建模模塊建立代替起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體三維模型，所述數(shù)據(jù)采集傳輸模塊采集并傳送起重機(jī)構(gòu)件的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)給計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊根據(jù)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在所述步驟一中，建立起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體包括：根據(jù)起重機(jī)各主要運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖紙，配置包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高；根據(jù)碰撞預(yù)警距離，放大包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高，形成起重機(jī)各個(gè)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述步驟二包括：根據(jù)數(shù)據(jù)采集傳輸模塊提供的構(gòu)件的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)，計(jì)算起重機(jī)各個(gè)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體的端點(diǎn)坐標(biāo)；根據(jù)端點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各條棱的三元一次方程組，每個(gè)近似長(zhǎng)方體十二條棱；根據(jù)端點(diǎn)坐標(biāo)，計(jì)算各個(gè)面的三元一次方程，每個(gè)近似長(zhǎng)方體六個(gè)面。p>
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在所述步驟三中，計(jì)算棱與面的交點(diǎn)的步驟為選擇起重機(jī)第一構(gòu)件的某一條棱，以及第二構(gòu)件的某一個(gè)面，求解交點(diǎn)坐標(biāo)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在所述步驟三中，在所述步驟三中，判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞的步驟為：根據(jù)求解所得的交點(diǎn)坐標(biāo)，判斷交點(diǎn)是否位于第一構(gòu)件的棱上；如果是，則第一構(gòu)件與第二構(gòu)件碰撞，停止計(jì)算；如果不是，則繼續(xù)遍歷計(jì)算第一構(gòu)件的棱和第二構(gòu)件的面的交點(diǎn)；如果所有的交點(diǎn)均不位于第一構(gòu)件的棱上，則第一構(gòu)件和第二構(gòu)件不碰撞。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)，其特征在于，包括建模模塊、數(shù)據(jù)采集傳輸模塊和計(jì)算模塊，所述建模模塊建立代替起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體三維模型，所述數(shù)據(jù)采集傳輸模塊采集并傳送起重機(jī)構(gòu)件的位置姿態(tài)數(shù)據(jù)給計(jì)算模塊，所述計(jì)算模塊根據(jù)位置姿態(tài)數(shù)據(jù)計(jì)算判斷起重機(jī)是否會(huì)發(fā)生碰撞。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述工作方法包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，在所述步驟一中，建立起重機(jī)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體包括：根據(jù)起重機(jī)各主要運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的設(shè)計(jì)圖紙，配置包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高；根據(jù)碰撞預(yù)警距離，放大包絡(luò)長(zhǎng)方體的長(zhǎng)寬高，形成起重機(jī)各個(gè)構(gòu)件的近似長(zhǎng)方體。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的船廠大型起重機(jī)構(gòu)件碰撞預(yù)警系統(tǒng)的工作方法，其特征在于，所述步驟二包括：根據(jù)數(shù)據(jù)采集...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：丁煒杰，陳剛，陳康，唐輝，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。