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申请/专利权人：四川锦城建筑机械有限责任公司

摘要：本发明公开了一种塔吊智能调度与安全监控系统，涉及建筑施工技术领域，包括：视频监控显示模块，用于捕捉并显示塔吊及其周边环境的实时视频；障碍物识别模块，用于基于深度学习算法对实时视频流进行分析，识别其中的障碍物；调度策略模块，用于进行路径规划，制定速度控制策略和应急响应措施，其中，路径规划指的是根据重物的吊装起点和终点，以及识别出的障碍物，使用路径规划算法规划最优吊装路径，制定速度控制策略指的是结合重物的重量和吊装路径，制定重物吊装转移的速度控制策略；通信与控制模块，用于实现通信与控制指令传输。本发明可有效识别和预判障碍物的位置，可根据实时环境动态调整吊装路径和控制策略，提供灵活的应急响应措施。

主权项：1.一种塔吊智能调度与安全监控系统，其特征在于，包括：视频监控显示模块，用于利用高清摄像头捕捉塔吊及其周边环境的实时视频，并利用显示屏显示塔吊及其周边环境的实时视频；障碍物识别模块，用于基于深度学习算法对实时视频流进行分析，识别其中的障碍物；障碍物识别模块用到的深度学习模型为预训练的具有运动检测模块的改进型YOLO模型，其识别障碍物的方法包括以下步骤：S11、将高清摄像头捕捉的实时视频流转换为图像帧序列，对每一帧进行预处理，得到预处理后的图像帧序列；S12、基于CNN网络从图像帧序列提取特征，生成特征图；S13、利用YOLO检测头对特征图进行检测，得到边界框信息；S14、从边界框信息提取运动信息，包括障碍物的位置、速度和加速度；S15、根据运动信息，基于Kalman滤波器预测障碍物未来位置；S16、根据边界框信息计算障碍物的当前位置，在视频监控画面上标记障碍物的当前位置和未来位置；调度策略模块，用于进行路径规划，制定速度控制策略和应急响应措施，其中，路径规划指的是根据重物的吊装起点和终点，以及识别出的障碍物，使用路径规划算法规划最优吊装路径，制定速度控制策略指的是结合重物的重量和吊装路径，制定重物吊装转移的速度控制策略，制定应急响应措施指的是在当前吊装路径上出现新增障碍物时，重新进行路径规划和制定速度控制策略；路径规划的具体方法包括以下步骤：S21、设定每个位置为状态空间的一个点；S22、使用A*算法的启发函数计算从当前点到目标点的估计代价；S23、定义路径代价表示从起点到当前点的实际代价；S24、定义总代价表示从起点经过当前点到终点的估计总代价；S25、执行A*算法，包括初始化重物吊装起点的代价和总代价，将起点加入开放列表，当开放列表不为空时，执行以下步骤：1）从开放列表中选择总代价最小的节点n，如果节点n为终点，则路径规划完成，否则，将节点n从开放列表中移除，加入封闭列表；2）对于节点n的每个邻居节点m，如果节点m在封闭列表中，则跳过；计算节点m的路径代价和总代价；如果节点m不在开放列表中，则将其加入；如果节点m已在开放列表中，但新的总代价更小，则更新其值；S26、当终点被加入封闭列表时，从终点开始，通过回溯父节点得到从起点到终点的路径，得到最优路径；通信与控制模块，用于实现通信与控制指令传输，即调度策略模块将控制指令发送到塔吊控制系统，塔吊控制系统接收指令并控制塔吊执行相应的动作，确保重物沿着规划的最优路径进行吊装。

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