塔機(jī)群防碰撞系統(tǒng)的算法設(shè)計(jì)和系統(tǒng)仿真
本文選題:塔式起重機(jī) + 防碰撞; 參考:《華中科技大學(xué)》2015年碩士論文
【摘要】:隨著我國(guó)城市化進(jìn)程的加快,塔式起重機(jī)因其塔身高,起重量大,作業(yè)范圍廣等特點(diǎn),在建筑工地的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。但大型的施工現(xiàn)場(chǎng)往往都需要多臺(tái)塔機(jī)同時(shí)作業(yè),這不免會(huì)造成塔機(jī)作業(yè)區(qū)域重疊。如果操作不當(dāng),則容易引起一系列的塔機(jī)安全事故。因此,塔機(jī)群防碰撞系統(tǒng)的研究工作意義重大。本文對(duì)塔機(jī)和障礙物進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模,分類(lèi)討論了塔機(jī)的幾種碰撞形式。在傳統(tǒng)塔機(jī)防碰撞算法的基礎(chǔ)上做了改進(jìn)處理,提出了一種擇優(yōu)路徑智能避讓算法。每臺(tái)塔機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)接收其它塔機(jī)參數(shù)信息,如位置坐標(biāo)、前臂長(zhǎng)、旋轉(zhuǎn)角速度等。通過(guò)算法處理,輸出控制決策,合理避讓與自身作業(yè)區(qū)域存在重疊的塔機(jī)。為了塔機(jī)與塔機(jī)之間信息實(shí)時(shí)的交互,系統(tǒng)采用Wimi-net無(wú)線(xiàn)解決方案。文中介紹了Wimi-net無(wú)線(xiàn)自組網(wǎng)模型,對(duì)塔機(jī)無(wú)線(xiàn)通信流程進(jìn)行了分析,詳細(xì)闡述了塔機(jī)參數(shù)信息的發(fā)送、接收和解析。在實(shí)驗(yàn)平臺(tái)方面,課題選擇SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)管理塔機(jī)參數(shù)信息;選用Qt creator作為開(kāi)發(fā)工具,設(shè)計(jì)人機(jī)交互界面,通過(guò)界面模擬塔機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)。當(dāng)塔機(jī)有可能碰撞時(shí),系統(tǒng)軟件會(huì)報(bào)警提醒駕駛員注意危險(xiǎn)。最后,對(duì)塔機(jī)防碰撞系統(tǒng)軟件進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明塔機(jī)能夠完成避讓和防碰撞的要求,驗(yàn)證了算法的可行性和有效性,達(dá)到了課題的研究目的。
[Abstract]:With the acceleration of urbanization in China, tower cranes are widely used in construction sites because of their tall tower, large lifting weight and wide scope of operation. However, large construction sites often require multiple tower cranes to work at the same time, which inevitably results in overlapping operation areas of tower cranes. If the operation is not proper, it is easy to cause a series of tower crane safety accidents. Therefore, it is of great significance to study the anti-collision system of tower crane group. In this paper, mathematical modeling of tower crane and obstacle is carried out, and several collision forms of tower crane are classified and discussed. Based on the traditional anti-collision algorithm of tower crane, an intelligent avoidance algorithm based on optimal path is proposed. Each tower crane monitoring system receives other tower crane parameter information, such as position coordinates, forearm length, rotation angular velocity and so on. Through the algorithm processing, the output control decision, reasonable avoid the tower crane which overlaps with its own work area. In order to exchange information between tower crane and tower crane in real time, the system adopts Wimi-net wireless solution. This paper introduces the Wimi-net wireless ad hoc network model, analyzes the wireless communication flow of tower crane, and expounds in detail the transmission, reception and analysis of tower crane parameter information. In the aspect of experiment platform, we choose SQLite database to manage tower crane parameter information, QT creator as development tool, design man-machine interface, and simulate the running state of tower crane through interface. When the tower crane may collide, the system software will alert the driver to the danger. Finally, the software of tower crane anti-collision system is simulated. The results show that the tower crane can meet the requirements of avoidance and anti-collision, and verify the feasibility and effectiveness of the algorithm.
【學(xué)位授予單位】:華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類(lèi)號(hào)】:TH213.3
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,本文編號(hào):1979403
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