起重機(jī)防撞的制作方法
【專利摘要】披露了一種起重機(jī)防撞系統(tǒng)。一個(gè)實(shí)例包括負(fù)載定位器，其用于確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊。此外，地圖接收器模塊獲取現(xiàn)場(chǎng)地圖并將地圖提供給繪圖模塊。標(biāo)簽掃描器對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信息提供給繪圖模塊。繪圖模塊將位置信息、地圖和障礙物信息組合到用戶可讀取的信息包中，并將其顯示在圖形用戶界面上。
【專利說(shuō)明】起重機(jī)防撞

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本申請(qǐng)與2012年5月10日提交的標(biāo)題為"CRANE COLLISION AVOIDANCE"、申請(qǐng)?zhí)?為13/468,339的美國(guó)專利申請(qǐng)相關(guān)并要求該申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，在此通過(guò)引用將其全部并入 本文。

【背景技術(shù)】
[0002] 當(dāng)使用諸如起重機(jī)的起重設(shè)備時(shí)，操作員經(jīng)常難于或者不可能看到起重裝置所舉 起、移動(dòng)、或放置的負(fù)載物周圍及以下的區(qū)域。作為另一個(gè)實(shí)例，起重設(shè)備的操作員無(wú)法看 到某些起重動(dòng)作，例如將負(fù)載物投到洞穴中時(shí)。這樣，執(zhí)行起重動(dòng)作是困難的并且有時(shí)是危 險(xiǎn)的。這是因?yàn)槠鹬卦O(shè)備操作員無(wú)法看到負(fù)載物的位置，并且無(wú)法看到碰撞負(fù)載物或被負(fù) 載物碰撞的危險(xiǎn)。即使是起重設(shè)備操作員可以看到負(fù)載物的常規(guī)的起重動(dòng)作，也會(huì)由于對(duì) 于負(fù)載物位置和/或負(fù)載物附近的潛在危險(xiǎn)性的相關(guān)環(huán)境感知的降低而變得復(fù)雜。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0003] 并入本申請(qǐng)并作為本申請(qǐng)的一部分的附圖，示出了并用于結(jié)合說(shuō)明書來(lái)解釋實(shí)施 例的原理。除非特別指出，本說(shuō)明書的附圖應(yīng)當(dāng)被理解為不是按比例繪制。
[0004] 圖IA為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的RFID塔式起重機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)的圖示，該系 統(tǒng)使用一個(gè)RFID閱讀器確定負(fù)載的位置。
[0005] 圖IB為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的RFID塔式起重機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)的圖示，該系 統(tǒng)使用兩個(gè)RFID閱讀器確定負(fù)載的位置。
[0006] 圖IC為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的RFID塔式起重機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)的圖示，該系 統(tǒng)使用三個(gè)RFID閱讀器確定負(fù)載的位置。
[0007] 圖2為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的RFID塔式起重機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)的框圖。
[0008] 圖3為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的用于使用RFID對(duì)塔式起重機(jī)負(fù)載進(jìn)行定位的 方法的流程圖。
[0009] 圖4為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的工作現(xiàn)場(chǎng)的地圖。
[0010]圖5為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的周圍存在被識(shí)別物體的工作現(xiàn)場(chǎng)的地圖。
[0011] 圖6為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的防撞系統(tǒng)的框圖。
[0012] 圖7為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例的用于防止起重機(jī)負(fù)載碰撞的方法流程圖。
[0013] 圖8為可實(shí)施本技術(shù)的實(shí)施例的示例計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的框圖。
[0014] 圖9為可根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例使用的示例全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS)接收機(jī) 的框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 現(xiàn)將詳細(xì)參照本技術(shù)的各個(gè)實(shí)施例，附圖中示出了它們的實(shí)例。盡管結(jié)合這些實(shí) 施例對(duì)本技術(shù)進(jìn)行了描述，但是應(yīng)當(dāng)理解的是，并非將本技術(shù)限制于這些實(shí)施例。相反，本 技術(shù)意在覆蓋包含在如所附權(quán)利要求所定義的本技術(shù)的精神和范圍內(nèi)的變型、修改和等價(jià) 體。此外，在下面對(duì)本技術(shù)的描述中，列舉了許多具體細(xì)節(jié)用于為本技術(shù)提供透徹的了解。 在其它實(shí)例中，為了不必要地模糊本技術(shù)的各個(gè)方面，沒(méi)有對(duì)已知的方法、程序、組件、電路 進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0016] 除非特別提及，否則如下面的討論中所顯現(xiàn)的，可以理解的是，在對(duì)各實(shí)施例的當(dāng) 前的描述中，在討論中使用的如"接收"、"存儲(chǔ)"、"生成"、"傳送"、"推斷"的術(shù)語(yǔ)指的是計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算設(shè)備的行動(dòng)和進(jìn)程。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或類似的電子計(jì)算設(shè)備對(duì)計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)的寄存器和存儲(chǔ)器中的描繪為物理（電子）參量的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制并轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 的寄存器和存儲(chǔ)器或者這樣的信息存儲(chǔ)、傳送、顯示設(shè)備中的同樣描繪為物理參量的數(shù)據(jù)。 本技術(shù)的實(shí)施例還適合于使用其它計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，例如移動(dòng)通信設(shè)備。
[0017] 概述
[0018] 本發(fā)明的實(shí)施例能夠確定起重機(jī)或起重機(jī)的某些部分的GNSS位置，隨后可將該 位置集成到施工現(xiàn)場(chǎng)的地圖或其它表現(xiàn)形式中，從而將起重機(jī)相對(duì)于施工現(xiàn)場(chǎng)的物體的位 置以可視化地圖提供給起重機(jī)操作員。在一個(gè)實(shí)施例中，可對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的物體貼附標(biāo)簽并 可選擇地裝載信息，如被貼附標(biāo)簽的物體的位置/描述信息。起重機(jī)上的標(biāo)簽掃描器配 合標(biāo)簽從而在實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽的情況下對(duì)它們進(jìn)行主動(dòng)定位，或者在射頻識(shí)別 (RFID)標(biāo)簽的情況下對(duì)接收嵌入的位置信息。在一個(gè)實(shí)施例中，利用與特定標(biāo)簽編號(hào)相關(guān) 聯(lián)的信息對(duì)防撞系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行更新。例如，將標(biāo)簽序號(hào)#YYY放置到高壓線電線桿 上；或者以標(biāo)簽ΧΧΧ1-ΧΧΧ4指定建筑的上角。
[0019] 在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽的位置以及相應(yīng)的被標(biāo)記的物體隨后被集成到施工現(xiàn)場(chǎng)的 描述中。也就是說(shuō)，標(biāo)簽對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)上的應(yīng)當(dāng)在起重操作過(guò)程中避開(kāi)的物體進(jìn)行標(biāo)記。除 了改善的環(huán)境感知，當(dāng)起重機(jī)的某部分侵犯或者將要侵犯與被標(biāo)記物體相關(guān)聯(lián)的2D地理 圍欄或3D地理圍欄/地理空間時(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出聲音警報(bào)。
[0020] 通過(guò)在用戶界面上提供負(fù)載位置信息，本技術(shù)的實(shí)施例可提供更安全和更高效操 作的塔式起重機(jī)，這會(huì)帶來(lái)運(yùn)行成本的降低以及安全性的提高。此外，也可將這些信息傳播 給其它用戶，包括工程管理人員、工頭等。這樣做時(shí)，可獲得額外層面的操作洞察力和塔式 起重機(jī)的安全性。
[0021] 起重機(jī)負(fù)載定位器
[0022] 現(xiàn)將參照?qǐng)D1Α，其中示出了塔式起重機(jī)100的圖示，該塔式起重機(jī)100包括用于確 定負(fù)載位置的塔式起重機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)。
[0023] 塔式起重機(jī)100包括底座104、桅桿102和懸臂（即工作臂）110。桅桿102可固 定到底座104上或者是可圍繞底座104旋轉(zhuǎn)的。底座104可與支撐起重機(jī)的混凝土基座螺 栓連接或者安裝到可移動(dòng)平臺(tái)上。在一個(gè)實(shí)施例中，操作員130位于駕駛室106中，駕駛室 106包括用戶界面137。
[0024] 塔式起重機(jī)100還包括臺(tái)車114,臺(tái)車114可在懸臂110上在駕駛室106與懸臂 110的末端之間來(lái)回移動(dòng)。線纜116將掛鉤122和掛鉤滑車120連接到臺(tái)車114。平衡物 108位于懸臂110上與臺(tái)車114相反的一側(cè)，用于平衡起重機(jī)組件和被舉起的物體（下文中 稱為負(fù)載118)的重量。
[0025] 在圖IA中示出的一個(gè)實(shí)施例中，塔式起重機(jī)100還包括RFID閱讀器126和許多 RFID標(biāo)簽124。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器126由蓄電池供電并可包括可再充電的特性， 包括太陽(yáng)能充電的能力。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器126與塔式起重機(jī)電性有線連接。
[0026] 在圖IA中，RFID閱讀器126示為位于臺(tái)車114上，RFID標(biāo)簽124位于掛鉤滑車 120、駕駛室106、負(fù)載118上。但是，在其它一些實(shí)施例中，RFID閱讀器126可位于不同的 位置，相應(yīng)地，會(huì)對(duì)RFID標(biāo)簽124進(jìn)行調(diào)整。例如，如果RFID閱讀器126位于掛鉤滑車120 上，則RFID標(biāo)簽124會(huì)位于臺(tái)車114和駕駛室106上。在另一個(gè)實(shí)施例中，如果RFID閱讀 器126位于駕駛室106上，則RFID標(biāo)簽124會(huì)位于臺(tái)車114和掛鉤滑車120上。在另一個(gè) 實(shí)施例中，會(huì)有許多RFID標(biāo)簽124位于塔式起重機(jī)100上面和下面的不同位置上，例如負(fù) 載118上。
[0027] 塔式起重機(jī)100還包括懸臂方向確定裝置128。一般來(lái)說(shuō)，懸臂方向確定裝置128 會(huì)確定懸臂110朝向的方向。在各個(gè)實(shí)施例中，懸臂方向確定裝置128可以是指南針、前進(jìn) 方向指示器、偏離已知位置的衛(wèi)星導(dǎo)航位置接收器、使用位于懸臂上兩個(gè)不同點(diǎn)的天線的 衛(wèi)星導(dǎo)航位置接收器、位于懸臂上的不同點(diǎn)的至少兩個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位設(shè)備，或者它們的組 合。在一個(gè)實(shí)施例中，如圖IC中所示出，未使用任何懸臂方向確定裝置。
[0028] 圖IA還包括與掛鉤滑車120耦接的搖擺確定裝置133。在一個(gè)實(shí)施例中，搖擺確 定裝置133可以是加速度計(jì)、陀螺儀、GNSS、照相機(jī)等。一般而言，搖擺確定裝置133用于確 定負(fù)載118的搖擺。盡管搖擺確定裝置133示為與掛鉤滑車120耦接，但是在另一個(gè)實(shí)施 例中，搖擺確定裝置133可與負(fù)載118或掛鉤122耦接。
[0029] 現(xiàn)參照?qǐng)D1B，其中示出了塔式起重機(jī)145的圖示，該塔式起重機(jī)145包括RFID塔 式起重機(jī)負(fù)載定位器系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用兩個(gè)RFID閱讀器來(lái)確定負(fù)載的位置。
[0030] 為了討論的清晰起見(jiàn)，對(duì)于圖IB中的某些與圖IA中類似的或者之前在圖IA中描 述過(guò)的組件，這里不再重復(fù)描述。
[0031] 在一個(gè)實(shí)施例中，除了圖IA中描述的組件，圖IB還包括第二RFID閱讀器126,它 與第一 RFID閱讀器126位于不同位置。此外，因?yàn)槭褂昧硕鄠€(gè)RFID閱讀器126, 一個(gè)或多 個(gè)組件可同時(shí)具有彼此耦接的RFID閱讀器126和RFID標(biāo)簽124。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID 閱讀器126可包括RFID標(biāo)簽124。
[0032] 例如，在圖IB中，具有RFID標(biāo)簽124的第一 RFID閱讀器126位于臺(tái)車114上。具 有RFID標(biāo)簽124的第二RFID閱讀器126位于駕駛室106上。盡管示出了兩個(gè)位置，但該 技術(shù)完全適用于多個(gè)RFID閱讀器126位于其它不同位置的情況，例如，但不限于，掛鉤滑車 120、負(fù)載118、桅桿102、懸臂110等。
[0033] 圖IB中還示出了距離測(cè)量路徑187、188、189。一般而言，距離測(cè)量路徑示出了從 RFID閱讀器126發(fā)出的和從RFID標(biāo)簽124返回的脈沖。如本文中更詳細(xì)描述的，這些距離 測(cè)量路徑用于確定距離。
[0034] 圖IB還包括GNSS設(shè)備140。一般而言，GNSS設(shè)備140可以是完整的GNSS接收器 或僅僅GNSS天線。在一個(gè)實(shí)施例中，存在兩個(gè)GNS設(shè)備140。一個(gè)位于懸臂110的前面， 另一個(gè)位于平衡物108上。盡管示出了兩個(gè)GNS設(shè)備140,在另一個(gè)實(shí)施例中，圖IB可以 只使用一個(gè)GNSS設(shè)備140。例如，一個(gè)GNSS設(shè)備140可提供位置，同時(shí)懸臂方向確定裝置 128確定懸臂110所朝向的方向。在另一個(gè)實(shí)施例中，懸臂方向確定裝置128可以是GNSS 接收器，該GNSS接收器使用位于沿著懸臂的不同點(diǎn)上的兩個(gè)GNSS天線，如那些由GNSS設(shè) 備140指定的。此外，GNSS設(shè)備140的位置可以是在不同的區(qū)域中，圖2B中示出兩個(gè)GNSS 設(shè)備140的位置僅僅是為了清晰起見(jiàn)。
[0035] 現(xiàn)參照?qǐng)D1C，圖IC為塔式起重機(jī)166的圖示，塔式起重機(jī)166包括RFID塔式起重 機(jī)負(fù)載定位系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用至少四個(gè)RFID組件125來(lái)提供至少四個(gè)RFID組件125之間 的RFID距離測(cè)量結(jié)果。
[0036] 為了討論的清晰，對(duì)于圖IC中的某些與圖IA和圖IB中類似的或者之前在圖IA 和圖IB中描述過(guò)的組件，這里不再重復(fù)描述。
[0037] 在一個(gè)實(shí)施例中，圖IC包括至少四個(gè)RFID組件125。在一個(gè)實(shí)施例中，所述至少 四個(gè)RFID組件包括至少三個(gè)RFID閱讀器126和至少一個(gè)RFID標(biāo)簽124。在一個(gè)實(shí)施例 中，至少一個(gè)RFID組件124不與塔式起重機(jī)的桅桿102和懸臂110位于相同的平面中。例 如，在一個(gè)實(shí)施例中，四個(gè)RFID組件125中的至少一個(gè)位于與塔式起重機(jī)166分離的位置。 在圖IC中示出的實(shí)例中，離塔RFID組件125為手持設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施例中，離塔RFID組 件125由用戶131攜帶。如本文將要更詳細(xì)描述的，用戶可以是工長(zhǎng)、安全檢查員等。在另 一個(gè)實(shí)施例中，用戶131可以是塔式起重機(jī)操作員，這樣將會(huì)不必位于駕駛室106中。
[0038] 一般而言，因?yàn)槭褂昧酥辽偎膫€(gè)RFID組件125,因此可獨(dú)立于起重機(jī)的任何其它 方面使用RFID距離測(cè)量來(lái)確定負(fù)載118的位置。例如，通過(guò)使用四個(gè)RFID組件125,而不 使用懸臂確定裝置128或搖擺確定裝置133, RFID負(fù)載定位器可以提供負(fù)載118的位置相 關(guān)信息。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，由于四個(gè)RFID組件不需要額外的來(lái)自起重機(jī)或起重機(jī)操 作員的輸入來(lái)提供負(fù)載位置信息，這些組件可作為獨(dú)立的負(fù)載定位設(shè)備提供，這些獨(dú)立負(fù) 載定位設(shè)備能夠被添加到現(xiàn)存的塔式起重機(jī)上而不需要對(duì)現(xiàn)有的起重機(jī)組件進(jìn)行任何修 改或操控。
[0039] 現(xiàn)參照?qǐng)D2,根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例示出了一個(gè)塔式起重機(jī)RFID負(fù)載定位器 200。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID負(fù)載定位器200包括RFID距離測(cè)量器210、負(fù)載位置確定裝置 230、和負(fù)載信息生成器240。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID負(fù)載定位器200還包括懸臂方向確定 裝置128。但是，在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID負(fù)載定位器200可從外部源選擇性地接收懸臂確 定裝置128信息。同樣，RFID負(fù)載定位器200可從外部源選擇性地接收搖擺確定裝置133 信息。
[0040] 在一個(gè)實(shí)施例中，RFID距離測(cè)量器210提供至少四個(gè)RFID組件125之間的RFID 距離測(cè)量結(jié)果。負(fù)載位置確定裝置230使用距離測(cè)量結(jié)果，同時(shí)使用（或不使用）本文描 述的任何其它可選輸入來(lái)確定負(fù)載118的位置。負(fù)載信息生成器240提供適合用戶后繼訪 問(wèn)的負(fù)載位置信息。在一個(gè)實(shí)施例中，負(fù)載位置信息以用戶可訪問(wèn)的格式250輸出。例如， 負(fù)載信息可被輸出到圖形用戶界面（GUI)，如GUI137。在另一個(gè)實(shí)施例中，以用戶可訪問(wèn) 格式250輸出的負(fù)載位置信息可被發(fā)送至或由多個(gè)設(shè)備訪問(wèn)，如手持設(shè)備、GUI37或其它設(shè) 備。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID距離測(cè)量器可位于塔式起重機(jī)中的第一位置，并且可將距離測(cè) 量結(jié)果提供至位于遠(yuǎn)程位置的負(fù)載位置確定裝置230。在另一個(gè)實(shí)施例中，負(fù)載信息生成器 240還可位于遠(yuǎn)程位置或者由授權(quán)人員遠(yuǎn)程訪問(wèn)。例如，可在施工現(xiàn)場(chǎng)上的本地辦公室中、 遠(yuǎn)離施工現(xiàn)場(chǎng)的位置等對(duì)負(fù)載位置信息進(jìn)行處理，負(fù)載信息生成器240可存儲(chǔ)在"云"中。
[0041] 可選的懸臂方向確定裝置128確定懸臂朝向的方向。可選的搖擺確定裝置133用 于確定負(fù)載118的搖擺。盡管示出的搖擺確定裝置133與掛鉤滑車120耦接，但是在另一 個(gè)實(shí)施例中，搖擺確定裝置133可與負(fù)載118或掛鉤122耦接。
[0042] 在一個(gè)實(shí)施例中，除了使用距離測(cè)量結(jié)果來(lái)確定負(fù)載的位置，負(fù)載位置確定裝置 230也可使用可選的懸臂方向信息或搖擺確定裝置133信息或同時(shí)使用懸臂方向信息和搖 擺確定裝置133信息來(lái)確定負(fù)載118的位置。
[0043] 圖3為根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例，使用RFID對(duì)塔式起重機(jī)的負(fù)載進(jìn)行定位的方法 的流程圖。
[0044] 現(xiàn)參照?qǐng)D3的302和圖1A，在該實(shí)施例中，生成了從與塔式起重機(jī)耦接的RFID閱 讀器到與塔式起重機(jī)耦接的至少第一和第二RFID標(biāo)簽的距離測(cè)量結(jié)果。
[0045] SP，RFID閱讀器126可用于連同多個(gè)RFID標(biāo)簽124來(lái)確定距離。例如，RFID閱讀 器126會(huì)測(cè)量到位于掛鉤滑車120上的RFID標(biāo)簽124的距離。這樣，可確定掛鉤滑車120 與臺(tái)車114之間的距離188。
[0046] 同樣，F(xiàn)ID閱讀器126可測(cè)量與位于駕駛室106上的RFID標(biāo)簽124的距離。這樣， 可確定駕駛室106與臺(tái)車114之間的支架距離189。
[0047] 在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖IB所示，RFID閱讀器126位于掛鉤滑車120或駕駛室106 上，可得到RFID標(biāo)簽之間的同樣的測(cè)量結(jié)果，并且一旦三角平面的兩個(gè)邊已知，便可計(jì)算 第三邊。例如，如果RFID閱讀器126位于駕駛室106上，則可測(cè)量支架189 (駕駛室106與 臺(tái)車114之間的距離）。同樣，可測(cè)量支架187 (駕駛室106與掛鉤滑車120之間的距離）。 隨后，可使用如勾股定理的公式對(duì)距離188求解。
[0048] 繼續(xù)參照?qǐng)D4的302和圖IB和1C，另一個(gè)實(shí)施例生成了從多個(gè)RFID閱讀器到多個(gè) 與塔式起重機(jī)耦接的RFID標(biāo)簽的距離。例如，在圖IB中，具有RFID標(biāo)簽124的第一 RFID 閱讀器126位于臺(tái)車114上。具有RFID標(biāo)簽124的第二RFID閱讀器126位于駕駛室106 上。盡管示出了兩個(gè)位置，但是本技術(shù)完全適合于對(duì)位于多個(gè)其它位置（例如，但不限于， 掛鉤滑車120、負(fù)載118、桅桿102、懸臂110等）的RFID閱讀器126進(jìn)行定位。
[0049] 此外，因?yàn)槭褂昧嗽S多RFID閱讀器126, 一個(gè)或多個(gè)組件可同時(shí)具有相連接的 RFID閱讀器126和RFID標(biāo)簽124。在另一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器126可包括RFID標(biāo)簽 124。
[0050] 如本文所描述，這些距離測(cè)量結(jié)果用于確定距離。
[0051] 在一個(gè)實(shí)施例中，第三RFID閱讀器126可位于與塔式起重機(jī)166分離的位置。如 圖IC中示出，第三RFID閱讀器126可以是手持設(shè)備。因?yàn)槭褂昧巳齻€(gè)RFID閱讀器126， 因此可使用距離測(cè)量結(jié)果來(lái)確定位于平面外部的負(fù)載118的位置。例如，第三RFID閱讀器 126可提供用于確定負(fù)載118的搖擺的信息。
[0052] 此外，在一個(gè)實(shí)施例中，第三RFID閱讀器126是由用戶131攜帶的。用戶131可 以是工長(zhǎng)、安全檢查員、經(jīng)理、業(yè)主、開(kāi)發(fā)商等。在另一實(shí)施例中，用戶131可以是塔式起重 機(jī)操作員，這樣操作員130可以不必位于駕駛室106中。
[0053] 盡管在本文中，作為一個(gè)實(shí)施例描述了 RFID用于查找負(fù)載的位置，但是也可使用 許多其它的負(fù)載位置提供裝置。例如，可通過(guò)將GNSS系統(tǒng)直接安裝到負(fù)載上或掛鉤上來(lái)對(duì) 負(fù)載進(jìn)行定位。在另一個(gè)實(shí)施例中，可使用激光或長(zhǎng)距離雷達(dá)。因此，盡管RFID是本文所 描述的方法，但是作為用于找到負(fù)載位置的一個(gè)實(shí)例，它只是出于清楚的目的而提供的，而 不是定義負(fù)載位置的唯一方法。
[0054] 例如，關(guān)于激光測(cè)量，在一個(gè)實(shí)施例中，將一個(gè)反射帶置于臺(tái)車114上，并且將另 一個(gè)反射帶置于掛鉤滑車120上。盡管示出了兩個(gè)位置，但是本技術(shù)完全適合于將反射帶 定位在若干其它位置（例如，包括但不限于，駕駛室106、負(fù)載118、桅桿102、懸臂110等）。 在另一個(gè)實(shí)施例中，激光測(cè)量的運(yùn)行不需要任何反射帶。例如，反射帶可用于提供關(guān)于對(duì)來(lái) 自激光測(cè)量單元的光束進(jìn)行反射的位置的精確等級(jí)。但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，也可使用其它方 式來(lái)確定對(duì)光束進(jìn)行反射的位置。
[0055] 關(guān)于長(zhǎng)距離雷達(dá)，可將雷達(dá)安裝在駕駛室106上。除了向下指向的凹槽，還要使用 彎頭和朝向駕駛室的凹槽來(lái)引導(dǎo)雷達(dá)指向駕駛室和背面。
[0056] 現(xiàn)參照?qǐng)D4的304和圖IB和1C，示出了一個(gè)用于確定懸臂方向的實(shí)施例。在一個(gè) 實(shí)施例中，使用與塔式起重機(jī)耦接的一個(gè)或多個(gè)GNSS設(shè)備140來(lái)確定懸臂的方向。
[0057] 一般而言，GNSS設(shè)備140可以是完整的GNSS接收器或僅僅GNSS天線。在一個(gè)實(shí) 施例中，存在兩個(gè)GNSS設(shè)備140。一個(gè)位于懸臂110的前面，另一個(gè)位于平衡物108上。盡 管示出了兩個(gè)GNSS設(shè)備140,在另一個(gè)實(shí)施例中，可以只使用一個(gè)GNSS設(shè)備140。例如，一 個(gè)GNSS設(shè)備140可提供位置，同時(shí)懸臂方向確定裝置128確定懸臂110所朝向的方向。在 另一個(gè)實(shí)施例中，可通過(guò)GNSS接收器利用兩個(gè)沿著懸臂的、位于不同位置的GNSS天線（如 圖IC中那些由GNSS設(shè)備140指定的）來(lái)確定懸臂方向。在另一個(gè)實(shí)施例中，GNSS設(shè)備140 的位置可以是在塔式起重機(jī)上的不同區(qū)域中。
[0058] 現(xiàn)參照?qǐng)D3的305和圖1B，在該實(shí)施例中，將搖擺確定裝置133固定地耦接到塔 式起重機(jī)的掛鉤滑車，搖擺確定裝置133用于提供關(guān)于掛鉤滑車120的搖擺信息。盡管所 指出的搖擺確定裝置133是與掛鉤滑車120耦接的，但是在另一個(gè)實(shí)施例中，搖擺確定裝置 133可與負(fù)載118或掛鉤122耦接。
[0059] 現(xiàn)參照?qǐng)D3的306或圖1B，在該實(shí)施例中，將距離測(cè)量結(jié)果、懸臂方向和搖擺確定 裝置信息組合，生成負(fù)載的位置。例如，通過(guò)使用兩個(gè)RFID閱讀器126可確定支架187、188 和189的多個(gè)距離測(cè)量結(jié)果。
[0060] 但是，當(dāng)?shù)诙FID閱讀器126位于掛鉤滑車120或駕駛室106上時(shí)，盡管可以在 兩個(gè)RFID標(biāo)簽之間以及三角平面的兩個(gè)邊進(jìn)行測(cè)量，但是可添加搖擺確定裝置信息從而 進(jìn)一步改善第三邊的計(jì)算。例如，假設(shè)一個(gè)RFID閱讀器126位于駕駛室106處，則可確定 支架187、189。通過(guò)包含搖擺確定裝置133信息，對(duì)支架188的求解可通過(guò)更精確的方法執(zhí) 行，例如余弦定律，其中搖擺確定裝置信息用于確定角度的余弦。
[0061] 在另一個(gè)實(shí)施例中，如圖IC所示，可使用三個(gè)RFID閱讀器來(lái)獲得距離測(cè)量結(jié)果， 并使用該測(cè)量結(jié)果來(lái)利用如"三邊測(cè)量"的方法進(jìn)行定位。例如，為了對(duì)負(fù)載118的位置信 息進(jìn)行求解，使用來(lái)自位于臺(tái)車114上的RFID閱讀器126、駕駛室106、用戶131持有的手 持設(shè)備的信息對(duì)例如三球面列出等式，隨后對(duì)三個(gè)等式求解計(jì)算三個(gè)未知量X、y、z。該解 隨后可被應(yīng)用于笛卡爾坐標(biāo)系中從而提供三維信息。
[0062] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)算向閱讀器發(fā)射脈沖的發(fā)送時(shí)間以及脈沖從標(biāo)簽返回到 閱讀器的時(shí)間的時(shí)間間隔，并除以2,可進(jìn)行距離測(cè)量。因此，對(duì)于往返占用60毫微秒的時(shí) 間間隔，實(shí)際的單程飛行時(shí)間是30毫微秒，相當(dāng)于30英尺。這種占用時(shí)間測(cè)量涉及對(duì)具有 起止觸發(fā)器能力的精密時(shí)鐘的使用。在一個(gè)實(shí)施例中，RFID閱讀器裝備有該類型的距離測(cè) 量裝置。其它包括估算距離的用于進(jìn)行距離測(cè)量的方法包括信號(hào)強(qiáng)度（RSSI)方法、類似于 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK)GPS方法的"瞬時(shí)相位"方法、集成相位法（該方法仿佛卷尺測(cè)量對(duì)相位持 續(xù)地進(jìn)行追蹤）。
[0063] 在一個(gè)實(shí)施例中，還可在三邊測(cè)量信息中添加懸臂方向信息、搖擺確定裝置信息， 或者二者都添加，從而生成關(guān)于負(fù)載位置、運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等的額外的有用信息。
[0064] 現(xiàn)參照?qǐng)D3的308和圖1B、圖1C，該實(shí)施例在用戶界面上以用戶可訪問(wèn)的格式提 供信息。即，可將信息呈現(xiàn)在用戶界面上，例如圖形用戶界面（GUI)等。例如，可將信息呈 現(xiàn)為塔式起重機(jī)的平面和/或立體視圖，同時(shí)將負(fù)載位置相對(duì)于塔式起重機(jī)視圖的位置立 體性地示出。此外，可將信息以覆蓋層呈現(xiàn)在諸如現(xiàn)場(chǎng)地圖等的地圖上，。
[0065] 例如，現(xiàn)場(chǎng)地圖可標(biāo)出塔式起重機(jī)與其它物體可能接觸的位置（或位置范圍）。因 此，除了提供需要呈現(xiàn)在用戶界面上的信息，一個(gè)實(shí)施例還可提供警告信息。在另一個(gè)實(shí)施 例中，也可使用自動(dòng)停止或超馳。
[0066] 例如，當(dāng)設(shè)備以不安全的位置、速度、加速度、震動(dòng)、負(fù)載、上舉等移動(dòng)時(shí)，可使用負(fù) 載位置信息來(lái)警告操作員。該信息也可用于自動(dòng)防撞。
[0067] 現(xiàn)場(chǎng)地圖
[0068] 現(xiàn)參照?qǐng)D4,根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例示出了一個(gè)工作現(xiàn)場(chǎng)的地圖。一般而言，地 圖400為用戶可選擇的，其可以是航測(cè)圖、地形圖、物理圖、路線圖、衛(wèi)星圖像等。此外，可根 據(jù)所使用的起重機(jī)100的類型、現(xiàn)場(chǎng)的尺寸、需要的間隔尺寸等繪制地圖。此外，可自動(dòng)地 或手動(dòng)地調(diào)整比例。一般而言，一旦選定了用于顯示在圖形用戶界面（⑶I)上的地圖400， 則防撞系統(tǒng)將會(huì)將起重機(jī)100的位置投射到地圖上。此外，在一個(gè)實(shí)施例中，還將在地圖 400上提供操作半徑402。在另一個(gè)實(shí)施例中，可在接收到的地圖上提供任何道路406。
[0069] 例如，如果起重機(jī)100在特定位置工作，可將影像放大，從而清楚地看到起重機(jī)操 作半徑402范圍內(nèi)的區(qū)域。但是，如果起重機(jī)正在現(xiàn)場(chǎng)上移動(dòng)，則可將影像縮小，從而提供 正在穿越的區(qū)域的更完整圖片。
[0070] 在一個(gè)實(shí)施例中，地圖400是從因特網(wǎng)上下載的。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，地圖400 可來(lái)源于如TrimbleOutdoors的應(yīng)用程序，或者來(lái)源于如mytopo或Trimbleoutdoors. com 的網(wǎng)站。在另一個(gè)實(shí)施例中，可根據(jù)起重機(jī)的GNSS位置自動(dòng)下載地圖400,或者根據(jù)另一個(gè) 用戶的輸入（如經(jīng)緯度、如NAD 83和WGS 84的測(cè)地學(xué)資料等）下載。在另一個(gè)實(shí)施例中， 可從存儲(chǔ)在與起重機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)耦接的CD、DVD或其它數(shù)字輸入設(shè)備中的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中獲取地 圖，而不需要連接因特網(wǎng)。
[0071] 現(xiàn)場(chǎng)地圖周邊
[0072] 現(xiàn)參照?qǐng)D5,根據(jù)本技術(shù)的一個(gè)實(shí)施例示出了填充了識(shí)別到的物體的現(xiàn)場(chǎng)地圖 400。一般而言，一旦選定了用于顯不在圖形用戶界面（⑶I)上的地圖400,則防撞系統(tǒng)600 將會(huì)將起重機(jī)100的位置投射到地圖上，隨后將找到的任何障礙物填充到地圖上。例如，防 撞系統(tǒng)600可訪問(wèn)勘測(cè)數(shù)據(jù)從而創(chuàng)建建筑物502的位置、高度等。此外，還顯示其它物體， 如電線515、人員131、禁止進(jìn)入?yún)^(qū)域504等。
[0073] 現(xiàn)參照?qǐng)D6,根據(jù)一個(gè)實(shí)施例不出了防撞系統(tǒng)600。一般而言，防撞系統(tǒng)600包括 在繪圖模塊601接收到的來(lái)自負(fù)載定位器200的輸入。此外，防撞系統(tǒng)600包括地圖接收 器模塊620,該模塊可接收來(lái)自諸如因特網(wǎng)605和地圖數(shù)據(jù)庫(kù)635的來(lái)源的地圖信息。地圖 接收器模塊620向繪圖模塊601提供地圖信息。
[0074] 防撞系統(tǒng)600還包括標(biāo)簽掃描器610,標(biāo)簽掃描器610對(duì)起重機(jī)100附近區(qū)域的任 何標(biāo)簽進(jìn)行監(jiān)控并將接收到的任何信息提供給繪圖模塊601。繪圖模塊601輸出組合的用 戶可訪問(wèn)信息650,該信息可通過(guò)⑶I等提供。在一個(gè)實(shí)施例中，防撞系統(tǒng)600還包括近程 監(jiān)視器640,其對(duì)繪圖模塊601中的任何附近信息進(jìn)行監(jiān)控。例如，如果某個(gè)物體位于起重 機(jī)100的路徑中，近程監(jiān)視器640會(huì)提供信號(hào)675來(lái)警告起重機(jī)操作員。同樣，如果近程監(jiān) 視器640確定即將碰撞或破壞了安全屏障距離，則近程監(jiān)視器640可提供自動(dòng)起重機(jī)控制 超馳677從而自動(dòng)阻止碰撞的發(fā)生。
[0075] 現(xiàn)參照?qǐng)D6和圖5,防撞系統(tǒng)600可對(duì)位于物體、車輛或人員上的標(biāo)簽進(jìn)行掃描， 如RFID標(biāo)簽、RTLS標(biāo)簽等。例如，標(biāo)簽掃描器610可對(duì)電線515、人員131、建筑502等進(jìn) 行掃描。在一個(gè)實(shí)施例中，可將標(biāo)簽貼到工作現(xiàn)場(chǎng)的物體上，并可選地加載信息，例如，但不 限于：位置、高度以及對(duì)于貼附了標(biāo)簽的物體的描述。在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽掃描器610配 合標(biāo)簽，從而在RTLS標(biāo)簽的情況下對(duì)它們進(jìn)行主動(dòng)定位，或者在RFID標(biāo)簽的情況下接收所 嵌入的位置信息。在一個(gè)實(shí)施例中，可使用與特定標(biāo)簽標(biāo)號(hào)相關(guān)聯(lián)的信息對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)635進(jìn) 行更新。例如，將標(biāo)簽序號(hào)#YYY放置到高壓線電線桿上；或者以標(biāo)簽XXX1-XXX4指定建筑 的上角。
[0076] 在一個(gè)實(shí)施例中，隨后將標(biāo)簽的位置以及相應(yīng)的被標(biāo)記的物體集成到⑶I上的對(duì) 于工作現(xiàn)場(chǎng)的描述中。即，應(yīng)當(dāng)在起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中回避工作現(xiàn)場(chǎng)上的用標(biāo)簽標(biāo)記的物體。
[0077] 碰撞防止
[0078] 除了改善的環(huán)境感知，當(dāng)起重機(jī)的某部分侵犯或者將要侵犯與被標(biāo)記物體相關(guān)聯(lián) 的2D地理圍欄或3D地理圍欄/地理空間時(shí)，系統(tǒng)可發(fā)出聲音警報(bào)。例如，在繪圖模塊601， 將來(lái)自定位器200的負(fù)載位置信息與其它物體的位置進(jìn)行對(duì)比。此外，可在不同物體周圍 建立安全地帶。例如，如果電線高30英尺，可在25-35英尺的高度之間建立安全地帶窗口。 如果安全地帶遭到了破壞，或者根據(jù)負(fù)載的移動(dòng)趨向即將被破壞，則可生成信號(hào)675。在一 個(gè)實(shí)施例中，信號(hào)可以是音頻信號(hào)、視覺(jué)提示等，用于向起重機(jī)操作員提供關(guān)于潛在碰撞的 警報(bào)。
[0079] 在另一個(gè)實(shí)施例中，可將負(fù)載位置與預(yù)先定義的"禁止進(jìn)入"區(qū)域（如504)進(jìn)行 對(duì)比。即，特定識(shí)別不應(yīng)進(jìn)入的預(yù)先計(jì)劃建立的區(qū)域或地帶504。當(dāng)確定負(fù)載將要進(jìn)入"禁 止進(jìn)入"區(qū)域時(shí)，可生成警報(bào)并提供給操作員。該警報(bào)可有助于避免塔式起重機(jī)與其它物體 之間的碰撞。
[0080] 在另一個(gè)實(shí)施例中，除了提供警報(bào)，塔式起重機(jī)的運(yùn)行可自動(dòng)停止或者被控制，從 而阻止碰撞或界線侵犯的實(shí)際發(fā)生。例如，系統(tǒng)可包括距離物體或區(qū)域具有第一半徑的第 一警報(bào)距離，以及距離物體或區(qū)域具有較小半徑的第二自動(dòng)超馳控制距離。即，如果安全閥 值被破壞，則近程監(jiān)視器640可觸發(fā)自動(dòng)起重機(jī)控制超馳677,從而阻止碰撞的發(fā)生。
[0081] 這樣，如果負(fù)載接近其它物體，并破壞了警報(bào)距離，則系統(tǒng)將向用戶提供警報(bào)。但 是，如果負(fù)載破壞了自動(dòng)超馳距離，塔式起重機(jī)的運(yùn)行將會(huì)自動(dòng)停止、逆轉(zhuǎn)等。這樣，可自動(dòng) 避免重大的安全風(fēng)險(xiǎn)和財(cái)產(chǎn)損壞。
[0082] 應(yīng)當(dāng)理解的是，塔式起重機(jī)的獨(dú)立位置可被用于生成工作現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)時(shí)圖形描繪。 在一個(gè)實(shí)施例中，將塔式起重機(jī)的獨(dú)立位置匯報(bào)到遠(yuǎn)程位置，在這里可對(duì)其活動(dòng)進(jìn)行監(jiān)控。
[0083] 操作過(guò)程
[0084] 現(xiàn)參照?qǐng)D7,其中示出了根據(jù)一個(gè)實(shí)施例的用于避免起重機(jī)負(fù)載碰撞的方法的流 程圖。
[0085] 現(xiàn)參照?qǐng)D7的702和圖5、圖6,該實(shí)施例確定起重機(jī)100的負(fù)載的位置并將位置 信息提供給繪圖模塊601。在一個(gè)實(shí)施例中，向操作員提供了顯示和定位系統(tǒng)，并實(shí)時(shí)通知 操作員起重機(jī)100的位置，包括起重機(jī)旋轉(zhuǎn)的方向、起重機(jī)移動(dòng)的方向等。
[0086] 現(xiàn)參照?qǐng)D7的704和圖5、圖6,該實(shí)施例獲取起重機(jī)位置周圍區(qū)域的地圖，并將該 地圖提供給繪圖模塊601。關(guān)于起重機(jī)位置和移動(dòng)的位置信息被繪制到或集成到起重機(jī)正 在運(yùn)行的工作現(xiàn)場(chǎng)的地圖上，從而操作員可以實(shí)時(shí)獲得關(guān)于起重機(jī)相對(duì)于所繪制的工作現(xiàn) 場(chǎng)上的物體的相對(duì)位置的環(huán)境提醒。在一個(gè)實(shí)施例中，該信息是以2D格式提供的。但是， 在另一個(gè)實(shí)施例中，可以3D格式呈現(xiàn)該信息。在一個(gè)實(shí)施例中，所有信息都可以顯示在顯 示器和定位系統(tǒng)中，該系統(tǒng)至少可以在起重機(jī)的駕駛室中觀看，并且也可以在起重機(jī)的遠(yuǎn) 程位置觀看。這是有用的，因?yàn)椴僮鲉T通過(guò)操縱室獲得的視野是有限的，尤其是后面、側(cè)面、 起重機(jī)面向方向的正下方。
[0087] 現(xiàn)參照?qǐng)D7的706和圖5、圖6,該實(shí)施例對(duì)起重機(jī)位置周圍區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè) 用于定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信息提供給繪圖模塊601。即，除了使用工作 現(xiàn)場(chǎng)的地圖，在一個(gè)實(shí)施例中，可將一個(gè)或多個(gè)交互式無(wú)線標(biāo)簽（如RFID和/或RTLS標(biāo)簽） 貼到工作現(xiàn)場(chǎng)的物體上。被標(biāo)記的物體可包括起重機(jī)自己、其它起重機(jī)，或者施工設(shè)備、建 筑、電線桿、天線等物品。本質(zhì)上，可將無(wú)線標(biāo)簽貼到工作現(xiàn)場(chǎng)在起重機(jī)運(yùn)行過(guò)程中可碰撞 到的任何東西上?？蓪?biāo)簽置于如電線桿底座、物體的最高點(diǎn)、物體（例如，建筑）的一個(gè) 或多個(gè)角上等位置。標(biāo)簽可以為空并且加載的信息只是序列號(hào)或唯一標(biāo)示符，或者在粘貼 時(shí)具有其它信息存儲(chǔ)在其上。
[0088] 可替換地，可將與標(biāo)簽ID相關(guān)聯(lián)的信息存儲(chǔ)在可被標(biāo)簽掃描器610訪問(wèn)的數(shù)據(jù)庫(kù) 635中或者防撞系統(tǒng)600的其它部件中。一些類型的其它信息可包括與被貼標(biāo)簽的物體相 關(guān)聯(lián)的2D或3D坐標(biāo)（尤其對(duì)于靜止物體有用，如電線桿、天線、建筑等）、物品的類型（例 如，電線桿、卡車等）、物品的分類（可移動(dòng)的、不能移動(dòng)的）等。
[0089] 在一個(gè)實(shí)施例中，位于起重機(jī)上的標(biāo)簽掃描器610或多個(gè)掃描器可持續(xù)地對(duì)標(biāo)簽 進(jìn)行掃描，并將接收到的標(biāo)簽信息提供給顯示器和繪圖模塊601。在一個(gè)實(shí)施例中，標(biāo)簽掃 描器610可進(jìn)行操作以對(duì)RTLS標(biāo)簽進(jìn)行定位，并且在某種程度上，通過(guò)嵌入網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，RTLS 標(biāo)簽可對(duì)自身及附近的其它標(biāo)簽進(jìn)行定位，或者可將接收到的信息提供給繪圖模塊601。
[0090] 現(xiàn)參照?qǐng)D7的708和圖5、圖6,該實(shí)施例在繪圖模塊上將負(fù)載位置信息、地圖和障 礙物信息整合到一個(gè)用戶可訪問(wèn)信息包中。例如，繪圖模塊601在接收到的標(biāo)簽信息中融 入來(lái)自負(fù)載定位器200的關(guān)于起重機(jī)或它的部件的位置信息，并對(duì)標(biāo)簽相對(duì)應(yīng)起重機(jī)/被 標(biāo)記的物體的實(shí)時(shí)位置以及任何其它建模或標(biāo)示的工作現(xiàn)場(chǎng)物體的位置進(jìn)行可視化描繪。
[0091] 在一個(gè)實(shí)施例中，防撞系統(tǒng)600可采取進(jìn)一步的行動(dòng)，如在電線桿之間連接線路， 從而描繪電線515的位置。此外，防撞系統(tǒng)600可將緩沖地帶以地理圍欄或地理圍欄/地理 空間的形式與物體關(guān)聯(lián)，如被標(biāo)記為或描繪為位于工作現(xiàn)場(chǎng)上的起重機(jī)運(yùn)行區(qū)域中的404。
[0092] 緩沖地帶的關(guān)聯(lián)可以是手動(dòng)的，或者對(duì)于某些物體（如電線桿/電線515)是自動(dòng) 的。
[0093] 現(xiàn)參照?qǐng)D7的710和圖5、圖6,該實(shí)施例在圖形用戶界面上顯示用戶可訪問(wèn)信息， 其中包括起重機(jī)位置的周圍區(qū)域。通過(guò)將該信息提供給可視化顯示器，一個(gè)實(shí)施例中允許 起重機(jī)操作員將這種被標(biāo)記的物體或與被標(biāo)記或描繪的物體相關(guān)聯(lián)的緩沖地帶接近實(shí)時(shí) 地可視化。除了改善環(huán)境感知，當(dāng)起重機(jī)100的某部分侵犯或者將要侵犯與被標(biāo)記物體相 關(guān)聯(lián)的2D地理圍欄或3D地理圍欄/地理空間時(shí)，系統(tǒng)可提供信號(hào)675。例如，當(dāng)起重機(jī) 的運(yùn)行狀態(tài)侵犯了關(guān)于起重機(jī)接近物體的規(guī)則或緩沖地帶時(shí)，則防撞系統(tǒng)600會(huì)警告操作 員。例如，當(dāng)起重機(jī)的某個(gè)部件位于電線桿515的20英尺范圍內(nèi)、建筑物502的5英尺范 圍內(nèi)、另一個(gè)起重機(jī)的部件的30英尺范圍內(nèi)時(shí)，會(huì)響起警報(bào)。
[0094] 在另一個(gè)實(shí)施例中，例如，對(duì)于"安全"的情況，只對(duì)不同類型的起重機(jī)的"吊臂"末 端使用RTLS標(biāo)簽來(lái)檢測(cè)"極為貼近"和"避免沖突"。該實(shí)施例不需要GNSS，取而代之的是 依靠 RTLS標(biāo)簽以及一個(gè)或多個(gè)閱讀器，它們位于工作現(xiàn)場(chǎng)的重要區(qū)域上，或者當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)只有 一臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行簡(jiǎn)單操作時(shí)位于起重機(jī)上。
[0095] 在另一個(gè)實(shí)施例中，RTLS標(biāo)簽還可用于目標(biāo)障礙物。例如，可將RTLS標(biāo)簽置于建 筑物的角落。隨后，可用特定屬性將RTLS標(biāo)簽"分組"從而定義"回避地帶"。在另一個(gè)實(shí) 施例中，如果將RTLS標(biāo)簽置于建筑物502的角落，則防撞系統(tǒng)600會(huì)將標(biāo)簽A、B、C、D "分 組"。隨后會(huì)給該標(biāo)簽"組"賦予"閉合回路"的"屬性"并制作2D "物體"。在另一個(gè)實(shí)施 例中，地圖接收器模塊620隨后訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)635從而查找組信息，如該構(gòu)造的高度組件，因 此提供需要監(jiān)控的最終"避免"區(qū)域。
[0096] 同樣，可使用一組標(biāo)簽來(lái)定義電線桿。例如，選擇一"組"標(biāo)簽來(lái)定義電線桿，并為 這些標(biāo)簽分配"屬性":將電線桿"連結(jié)"成為"線路"，并定義在特定地點(diǎn)需要避免的電線桿 "高度"。防撞系統(tǒng)600隨后會(huì)使用所傳送的RTLS標(biāo)簽的位置來(lái)計(jì)算指定的最小閥值/緩 沖地帶。
[0097] 在一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)只使用RTLS標(biāo)簽，可建立"防撞區(qū)"的進(jìn)入點(diǎn)和環(huán)境提示。 例如，通過(guò)監(jiān)控從一個(gè)頂端到另一個(gè)頂端或者其它關(guān)注的目標(biāo)區(qū)域的"吊臂端部"，而不需 要RTK校正的基礎(chǔ)設(shè)施等。
[0098] 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)
[0099] 現(xiàn)參照?qǐng)D8,示出了本技術(shù)中用于提供通信的部分，這些部分由駐留在例如計(jì)算機(jī) 系統(tǒng)的非暫時(shí)性計(jì)算機(jī)可用存儲(chǔ)媒介中的計(jì)算機(jī)可讀和計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令構(gòu)成。即，圖8 示出了可用于執(zhí)行本技術(shù)的實(shí)施例的一種類型的計(jì)算機(jī)的實(shí)例。圖8描繪了可連同本技術(shù) 的各方面使用的系統(tǒng)或組件。在一個(gè)實(shí)施例中，圖1或圖3中的部分或全部組件可以與圖 8的部分或全部組件結(jié)合使用來(lái)實(shí)現(xiàn)本技術(shù)。
[0100] 圖8示出了根據(jù)本技術(shù)的實(shí)施例所使用的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)800的實(shí)例。應(yīng)當(dāng)理解的是， 圖8的系統(tǒng)800只是一個(gè)實(shí)例，本技術(shù)可在許多不同的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上或之中運(yùn)行，包括通用 網(wǎng)絡(luò)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、路由器、接線器、服務(wù)器設(shè)備、用戶設(shè)備、各種中間設(shè) 備/制品、獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、電視等。如圖8中示出，圖8的計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)800完全適合于具有外圍的計(jì)算機(jī)可讀媒介802,例如軟盤、光盤、以及其它連接的 設(shè)備。
[0101] 圖8的系統(tǒng)800包括用于信息通信的地址/數(shù)據(jù)總線804、與總線804耦接用于處 理信息和指令的處理器806A。如圖8中所描繪，系統(tǒng)800同樣完全適用于多處理器環(huán)境，其 中存在多個(gè)處理器806八、8068、806(：。反過(guò)來(lái)，系統(tǒng)800也完全適用于具有單個(gè)處理器，例如 處理器806A。處理器806A、806B、806C可以是任何類型的微處理器。系統(tǒng)800還包括數(shù)據(jù) 存儲(chǔ)裝置，如計(jì)算機(jī)可用易失存儲(chǔ)器808,例如與總線804耦接的用于為處理器806A、806B、 806C存儲(chǔ)信息和指令的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)。
[0102] 系統(tǒng)800還包括計(jì)算機(jī)可用非易失性存儲(chǔ)器810,例如與總線804耦接的用于為處 理器806A、806B、806C存儲(chǔ)信息和指令的只讀存儲(chǔ)器（ROM)。系統(tǒng)800中還具有與總線804 耦接的、用于存儲(chǔ)信息和指令的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元812 (例如，磁盤或光盤和磁盤驅(qū)動(dòng)器）。系統(tǒng) 800還包括選擇性的字母數(shù)字輸入設(shè)備814,其包括與總線804耦接的、用于處理器806A、 806B、806C的信息通信和指令選擇的字母數(shù)字和功能鍵。系統(tǒng)800還包括可選擇性的光標(biāo) 控制設(shè)備816,其耦接到總線804、用于處理器806A或處理器806A、806B、806C的用戶輸入 信息通信和指令選擇。本實(shí)施例的系統(tǒng)800還包括選擇性的顯示設(shè)備818,其耦接到總線 804用于信息的顯不。
[0103] 繼續(xù)參照?qǐng)D8,圖8的選擇性顯示設(shè)備818可以是液晶顯示設(shè)備、陰極射線管、等離 子顯示設(shè)備或其它適合創(chuàng)建圖形圖像和用戶可識(shí)別的字母數(shù)字字符的顯示設(shè)備。選擇性的 光標(biāo)控制設(shè)備816運(yùn)行計(jì)算機(jī)用戶動(dòng)態(tài)地對(duì)顯示設(shè)備818的顯示屏上的可是符號(hào)（光標(biāo)） 發(fā)出信號(hào)。光標(biāo)控制設(shè)備816的許多實(shí)施方式在領(lǐng)域內(nèi)是眾所周知的，包括軌跡球、鼠標(biāo)、 觸控板、操縱桿或者字母數(shù)字輸入設(shè)備814上的能夠控制指定方向的移動(dòng)或位移方式的特 定按鍵。選擇性地，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以通過(guò)母數(shù)字輸入設(shè)備814使用特定按鍵或關(guān)鍵序列 命令的輸入對(duì)光標(biāo)進(jìn)行控制和/或激活。
[0104] 系統(tǒng)800也完全適合于以其它方式控制光標(biāo)，例如，語(yǔ)音命令。系統(tǒng)800還包括1/ 0設(shè)備820,其用于將系統(tǒng)800與外部實(shí)體耦接。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，I/O設(shè)備820是調(diào) 制解調(diào)器，其用于在系統(tǒng)800與外部網(wǎng)絡(luò)（例如但不限于因特網(wǎng)）之間建立有線和無(wú)線通 信。下面將會(huì)對(duì)本技術(shù)進(jìn)行更詳細(xì)的討論。
[0105] 繼續(xù)參照?qǐng)D8,其中描繪了系統(tǒng)800的若干其它組件。具體地，如果存在，示出了 操作系統(tǒng)822、應(yīng)用程序824、模塊826、數(shù)據(jù)828作為典型的駐留在一個(gè)或一些計(jì)算機(jī)可用 易失存儲(chǔ)器808的組合中，例如，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元812。但是，應(yīng)當(dāng)理 解的是，操作系統(tǒng)822可以存儲(chǔ)在其它位置，如網(wǎng)絡(luò)上或閃存驅(qū)動(dòng)器上；此外，可從遠(yuǎn)程位 置通過(guò)例如耦接到因特網(wǎng)訪問(wèn)操作系統(tǒng)822。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，本技術(shù)作為應(yīng)用程序 824或模塊826存儲(chǔ)在RAM808的存儲(chǔ)位置或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)單元812的存儲(chǔ)區(qū)域中。本技術(shù)可應(yīng) 用于所描述的系統(tǒng)800的一個(gè)或多個(gè)元件。
[0106] 系統(tǒng)800還包括一個(gè)或多個(gè)信號(hào)生成和接收設(shè)備830,其與總線804耦接從未使系 統(tǒng)800能夠與其它電子設(shè)備和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)連接。該實(shí)施例的信號(hào)生成和接收設(shè)備830可包 括有線的串行適配器、調(diào)制解調(diào)器、網(wǎng)絡(luò)適配器、無(wú)線調(diào)制解調(diào)器、無(wú)線網(wǎng)絡(luò)適配器、以及其 它通信技術(shù)。信號(hào)生成和接收設(shè)備830可以連同一個(gè)或多個(gè)通信接口 832 -起工作，用于 向系統(tǒng)800發(fā)送信息和/或接收來(lái)自系統(tǒng)800的信息。通信接口 832可包括串行接口、并 行接口、通用串行總線（USB)、以太網(wǎng)端口、天線、或其它輸入/輸出接口。通信接口 832可 物理地、電子地、光學(xué)地、無(wú)線地（例如，通過(guò)射頻）將系統(tǒng)800與另一個(gè)設(shè)備耦接，如移動(dòng) 電話、收音機(jī)、或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
[0107] 計(jì)算系統(tǒng)800只是適合的計(jì)算環(huán)境的一個(gè)實(shí)例，其目的不是對(duì)本技術(shù)的使用和功 能提出任何限制。不應(yīng)將計(jì)算系統(tǒng)800解釋為對(duì)該計(jì)算系統(tǒng)800實(shí)例中所示的任何一個(gè)組 件或多個(gè)組件的組合有任何依賴性或必要性。
[0108] 本技術(shù)可在計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的一般環(huán)境中描述，如計(jì)算機(jī)執(zhí)行的程序模塊。通 常，程序模塊包括執(zhí)行特定任務(wù)或?qū)嵤┨囟ǔ橄髷?shù)據(jù)類型的例支架序、程序、對(duì)象、組件、數(shù) 據(jù)結(jié)構(gòu)等。本技術(shù)還可在分布式計(jì)算環(huán)境中實(shí)踐，其中任務(wù)是通過(guò)遠(yuǎn)程設(shè)備處理的，這些遠(yuǎn) 程設(shè)備是通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)鏈接的。在分布式計(jì)算環(huán)境中可以位于本地，也可以位于包括存儲(chǔ) 設(shè)備的遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)媒介中。
[0109] GNSS 接收器
[0110] 現(xiàn)參照?qǐng)D9,圖9示出了可按照本文所描述的若干實(shí)施例使用的GNSS接收器實(shí)例 的一個(gè)實(shí)施例的方框圖。特別地，圖9示出了通用GPS接收器980的形式的GNSS接收器的 方框圖，該通用GPS接收器980能夠?qū)邮盏降膩?lái)自一個(gè)或多個(gè)GPS衛(wèi)星的Ll和/或L2 信號(hào)進(jìn)行解調(diào)。為了下面的討論，現(xiàn)對(duì)Ll和/或L2信號(hào)的解調(diào)進(jìn)行討論。應(yīng)當(dāng)注意到，L2 信號(hào)的解調(diào)通常是由"高精度"GNSS接收器（例如那些軍事上使用的，以及一些供民用參考 的）執(zhí)行的。通常"消費(fèi)者"等級(jí)的GNSS接收器不會(huì)訪問(wèn)L2信號(hào)。此外，盡管描述了 Ll和 L2信號(hào)，但是不應(yīng)將它們解釋為是對(duì)信號(hào)類型的限制，相反，本討論中提供Ll和L2信號(hào)的 使用僅僅是為了清晰的目的。
[0111] 盡管本文描述了一個(gè)GNSS接收器的實(shí)施例以及GPS的操作，但是本技術(shù)完全適合 于使用許多其它的GNSS信號(hào)，包括，但不限于，GPS信號(hào)、Glonass信號(hào)、Galileo信號(hào)、羅經(jīng) 信號(hào)。
[0112] 本技術(shù)也完全適合于使用區(qū)域衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)，包括，但不限于，Omnistar信 號(hào)、StarFire信號(hào)、Centerpoint信號(hào)、北斗信號(hào)、星載多普勒無(wú)線電定位系統(tǒng)（DORIS)信 號(hào)、印度區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（IRNSS)信號(hào)、準(zhǔn)天頂衛(wèi)星系統(tǒng)（QZSS)信號(hào)等。
[0113] 此外，該技術(shù)可使用各種星基增強(qiáng)系統(tǒng)（SBAS)信號(hào)，例如，但不限于，廣域增強(qiáng)系 統(tǒng)（WAAS)信號(hào)、歐洲靜地星導(dǎo)航重疊服務(wù)（EGNOS)信號(hào)、多功能衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)（MSAS)信 號(hào)、GPS輔助型靜地軌道增強(qiáng)導(dǎo)航系統(tǒng)（GAGAN)信號(hào)等。
[0114] 此外，本技術(shù)還可使用地基增強(qiáng)系統(tǒng)（GBAS)信號(hào)，例如，但不限于，局域增強(qiáng)系統(tǒng) (LAAS)信號(hào)、地基區(qū)域增強(qiáng)系統(tǒng)（GRAS)信號(hào)、差分GPS(DGPS)信號(hào)、連續(xù)運(yùn)行基準(zhǔn)站系統(tǒng) (CORS)信號(hào)等。
[0115] 盡管這里的實(shí)施例使用了 GPS，但是，本技術(shù)可使用任何多種不同的導(dǎo)航系統(tǒng)信 號(hào)。此外，本技術(shù)可使用兩個(gè)或多個(gè)不同類型的導(dǎo)航系統(tǒng)信號(hào)來(lái)生成位置信息。因此，盡管 本文提供了 GPS操作的實(shí)例，但是這只是作為清晰的目的。
[0116] 在一個(gè)實(shí)施例中，本技術(shù)可使用GNSS接收器，該GNSS接收器僅訪問(wèn)Ll信號(hào)，或 者Ll信號(hào)與L2信號(hào)的組合。接收器（如GPS接收器980)運(yùn)行的更詳細(xì)的討論可在通過(guò) 弓I用并入的 Gary R. Lennen 的標(biāo)題為 "Optimized processing of signals for enhanced cross-correlation in a satellite positioning system receiver，' 的美國(guó)專利 US5, 621，426中找到，其中包括與圖9的GPS接收器980非常相似的GNSS接收器。
[0117] 在圖9中，接收到的Ll和L2信號(hào)是由至少一個(gè)GPS衛(wèi)星生成的。每個(gè)GPS衛(wèi)星 生成不同的Ll信號(hào)和L2信號(hào)，并通過(guò)不同的數(shù)字通道處理器952處理的，這些處理器952 是以彼此相同的方式運(yùn)行的。圖9示出了 GPS信號(hào)通過(guò)雙頻天線901進(jìn)入接收器980。天 線901可以是可磁力安裝模式，并可通過(guò)加利福尼亞州94085的Trimble? Navigation of Sunnyvale商業(yè)上獲得。主振蕩器948提供驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的所有其它時(shí)鐘的基準(zhǔn)振蕩器。 頻率合成器938接收主振蕩器948的輸出，并生成貫穿系統(tǒng)使用的重要的時(shí)鐘和本地振蕩 器頻率。例如，在一個(gè)實(shí)施例中，頻率合成器938生成幾個(gè)時(shí)間信號(hào)，例如1400MHz的第一 LOl (本地振蕩器）信號(hào)、175MHz的第二L02信號(hào)、25MHz的取樣時(shí)鐘（SCLK)信號(hào)、MSEC(毫 秒）信號(hào)，系統(tǒng)它們作為本地基準(zhǔn)時(shí)間的測(cè)量結(jié)果使用。
[0118] 過(guò)濾器/LNA (低噪音放大器）934對(duì)Ll和L2信號(hào)執(zhí)行過(guò)濾和低噪音放大。GPS接 收器980的噪聲指數(shù)是通過(guò)過(guò)濾器/LNA組合的性能指示的。降頻變頻器936將Ll和L2信 號(hào)混合并將頻率降低到大約175MHz，并將Ll和L2模擬信號(hào)輸出到IF(中頻）處理器950 中。IF處理器950接收大約175MHz的Ll和L2模擬信號(hào)并將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字采樣的Ll和 L2同相位（L1I和L2I)和正交信號(hào)（L1Q和L2Q)，其中Ll和L2的載波頻率分別為420KHz 和 2. 6MHz。
[0119] 至少一個(gè)數(shù)字通道處理器952輸入數(shù)字采樣的LI和L2同相位和正交信號(hào)。所有 的數(shù)字通道處理器952的設(shè)計(jì)方案是相同的并且通常是在相同的輸入樣本上運(yùn)行的。每個(gè) 數(shù)字通道處理器952被設(shè)計(jì)為與微處理器系統(tǒng)954 -起，通過(guò)跟蹤代碼和載波信號(hào)對(duì)一個(gè) 衛(wèi)星生成的Ll和L2信號(hào)進(jìn)行數(shù)字跟蹤，從而生成代碼和載波相位測(cè)量結(jié)果。數(shù)字通道處 理器952既能夠在Ll通道中也能夠在L2通道中跟蹤一個(gè)衛(wèi)星。
[0120] 微處理器系統(tǒng)954是通用計(jì)算設(shè)備，這利于跟蹤和測(cè)量進(jìn)程，并向?qū)Ш教幚砥?58 提供偽距和載波相位測(cè)量結(jié)果。在一個(gè)實(shí)施例中，微處理器系統(tǒng)954提供信號(hào)來(lái)控制一個(gè) 或多個(gè)數(shù)字通道處理器952的運(yùn)行。導(dǎo)航處理器958以這種方式對(duì)組合測(cè)量結(jié)果執(zhí)行高級(jí) 函數(shù)，從而生成微分和測(cè)量函數(shù)的位置、速度和時(shí)間信息。存儲(chǔ)器960與導(dǎo)航處理器958和 微處理器系統(tǒng)954耦接。應(yīng)當(dāng)理解的是，存儲(chǔ)器960可包含易失性和非易失性存儲(chǔ)器，例如 RAM或R0M，或者其它的計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)設(shè)備或媒介。
[0121] 可執(zhí)行本技術(shù)的實(shí)施例的GPS芯片組的一個(gè)實(shí)例是Maxwell?芯片組，它可通過(guò)加 利福尼亞州 94085 的 Trimble? Navigation of Sunnyvale 商業(yè)上獲得。
[0122] 差分 GPS
[0123] 本發(fā)明的實(shí)施例可使用差分GPS來(lái)確定塔式起重機(jī)的懸臂的位置信息，差分 GPS(DGPS)使用位于勘測(cè)位置的參考站采集數(shù)據(jù)并推斷若干錯(cuò)誤基值（它會(huì)降低定位精 度）的校正。例如，當(dāng)GNSS信號(hào)通過(guò)電離層和對(duì)流層時(shí)，可能會(huì)發(fā)生傳播延遲。其它會(huì)降低 定位精度的因素可包括衛(wèi)星時(shí)鐘錯(cuò)誤、GNSS接收器時(shí)鐘錯(cuò)誤、衛(wèi)星位置錯(cuò)誤（衛(wèi)星星歷）。
[0124] 參考站接收基本上與GNSS信號(hào)相同的可能也正在該區(qū)域中運(yùn)行的漫游者的信 號(hào)。但不是使用來(lái)自GNSS衛(wèi)星的時(shí)間信號(hào)計(jì)算器位置，取而代之的是使用已知的位置計(jì)算 時(shí)間。即，參考站確定來(lái)自GNSS衛(wèi)星的時(shí)間信號(hào)應(yīng)當(dāng)是什么，從而計(jì)算已知的參考站位置。 接收到的GNSS信號(hào)與它們最優(yōu)時(shí)的信號(hào)之間的差被作為該區(qū)域中其它GNSS接收器的錯(cuò)誤 校正因子。通常，參考站會(huì)將錯(cuò)誤校正傳播給例如漫游者，漫游者使用該數(shù)據(jù)來(lái)更精確地確 定其位置。選擇性地，可對(duì)錯(cuò)誤校正進(jìn)行存儲(chǔ)以便以后通過(guò)后處理技術(shù)進(jìn)行檢索或校正。
[0125] 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)
[0126] 一種對(duì)DGPS方法的改進(jìn)被稱為實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（RTK)。如DGPS方法中的，RTK方法使用 位于確定或勘測(cè)點(diǎn)的參考站。參考站采集來(lái)自該區(qū)域中的漫游者觀看到的相同衛(wèi)星組的數(shù) 據(jù)。測(cè)量在參考站采集的GNSS信號(hào)誤差（例如，雙頻代碼和載波相位誤差）并將其傳播給 一個(gè)或多個(gè)在該區(qū)域中的工作的漫游者。漫游者將參考站數(shù)據(jù)與本地采集的位置測(cè)量結(jié)果 組合，從而估算局部載波相位模糊，從而提供更精確的漫游者的定位。RTK方法與DGPS方法 的不同處在于，參考站對(duì)于漫游者的導(dǎo)航是確定的（例如，使用雙差法）。在DGPS方法中， 參考站用于計(jì)算參考站和漫游者視野中指定衛(wèi)星的每個(gè)偽距中需要的變化，從而對(duì)若干錯(cuò) 誤基值進(jìn)行校正。因此，DGPS系統(tǒng)對(duì)視野中的每個(gè)衛(wèi)星每秒廣播偽距校正數(shù)量，或者如上 面所描述，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)用于以后的檢索。
[0127] RTK允許勘測(cè)人員在采集數(shù)據(jù)時(shí)，對(duì)實(shí)際勘測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)地確定。但是，單個(gè)參 考站的有用校正范圍通常限制于大約70km，因?yàn)閭鞑パ舆t中的可變因數(shù)（隨著衛(wèi)星到漫游 者接收器或偽距的表面路徑長(zhǎng)度而增長(zhǎng)）在超出70km的分布距離的變化是顯著的。這是 因?yàn)殡婋x層的電子密度通常是不均勻的，并且電子密度會(huì)隨著例如太陽(yáng)的位置以及時(shí)段而 變化。因此，對(duì)于需要在較大區(qū)域上工作的勘測(cè)或其它定位系統(tǒng)，勘測(cè)者要么置于目標(biāo)區(qū)域 中的其它基站中，要么將他的基站從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。范圍的限制導(dǎo)致了更復(fù) 雜的改進(jìn)替代上面描述的正常的RTK操作，并且在某些情況下消除了對(duì)于全部基站GNSS接 收器的需求。這個(gè)改進(jìn)被稱為"網(wǎng)絡(luò)RTK"或"虛擬參考站"（VRS)系統(tǒng)和方法。
[0128] 網(wǎng)絡(luò) RTK
[0129] 網(wǎng)絡(luò)RTK通常使用三個(gè)或更多GNSS參考站采集GNSS數(shù)據(jù)并提取關(guān)于大氣層和衛(wèi) 星星歷誤差在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)的影響信號(hào)的信息。來(lái)自所有不同參考站的數(shù)據(jù)被傳送到中 央處理設(shè)施，或者網(wǎng)絡(luò)RTK的控制中心。在控制中心，適當(dāng)?shù)能浖?duì)參考站數(shù)據(jù)進(jìn)行處理， 從而推算在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中大氣層和/或衛(wèi)星星歷誤差時(shí)如何變化的。隨后控制中心計(jì)算 機(jī)處理器進(jìn)行處理，該處理在網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)域中的任意指定點(diǎn)插入大氣層和/或衛(wèi)星星歷誤 差，并生成偽距校正，其包含可用于創(chuàng)建虛擬參考站的實(shí)際偽距。隨后控制中心執(zhí)行一系列 的計(jì)算并創(chuàng)建一組校正模型，該校正模型為漫游者提供用于估算該漫游者視野中的每個(gè)衛(wèi) 星的電離層路徑延遲的方法，并考慮這些同樣的衛(wèi)星在此刻對(duì)于漫游者的位置的其它誤差 基值。
[0130] 漫游者用于將可進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的移動(dòng)電話?cǎi)罱拥絻?nèi)部信號(hào)處理系統(tǒng)。勘測(cè)者操作 漫游者來(lái)確定他需要激活VRS處理并啟動(dòng)對(duì)于控制中心的呼叫從而與處理計(jì)算機(jī)進(jìn)行連 接。漫游者基于來(lái)自衛(wèi)星的沒(méi)有進(jìn)行任何校正的原始GNSS數(shù)據(jù)，將它的近似位置發(fā)送給 控制中心。通常，該近似位置精確到大約4-7米。隨后勘測(cè)者請(qǐng)求漫游者的特定位置的一 組"模型化可觀測(cè)量"?？刂浦行膱?zhí)行一系列的計(jì)算并創(chuàng)建一組校正模型，該校正模型為漫 游者提供用于估算該漫游者視野中的每個(gè)衛(wèi)星的電離層路徑延遲的方法，并考慮這些同樣 的衛(wèi)星在此刻對(duì)于漫游者的位置的其它誤差基值。即，特定位置的特定漫游者的校正的確 定是按照控制中心的中央處理器的命令進(jìn)行的，并且校正數(shù)據(jù)流是從控制中心發(fā)送至漫游 者。選擇性地，控制中心可取而代之地向漫游者發(fā)送大氣層和衛(wèi)星星歷校正，隨后漫游者使 用該信息更精確地確定它的位置。
[0131] 現(xiàn)在，這些校正是足夠精確的，它可實(shí)時(shí)地以2_3cm的高性能定位精度標(biāo)準(zhǔn)確定 任何任意的漫游者位置。因此，GNSS漫游者的原始GNSS數(shù)據(jù)的修理可改為使其表現(xiàn)得就 像它是一個(gè)經(jīng)過(guò)勘測(cè)的基準(zhǔn)位置，如術(shù)語(yǔ)"虛擬參考站"。Peter Loomis的標(biāo)題為"Carrier Phase Differential GPS Corrections Network" 的美國(guó)專利 US5, 899, 957 中描述了根據(jù) 本發(fā)明的實(shí)施例的網(wǎng)絡(luò)RTK的一個(gè)實(shí)例，該專利轉(zhuǎn)讓給了本專利申請(qǐng)的受讓人并作為引用 全部并入本文。
[0132] 虛擬參考站方法擴(kuò)展了任何參考站與漫游者之間的允許距離?，F(xiàn)在參考站可位于 數(shù)百英里外，并且可對(duì)參考站包圍的區(qū)域內(nèi)的任何點(diǎn)生成校正。
[0133] 盡管以特定的文字描述了主題的結(jié)構(gòu)特征和/或方法論條例，但是應(yīng)當(dāng)理解的 是，所附權(quán)利要求中定義的主題不必局限于上面描述的特定特征或條例。更確切地，上面描 述的特定特征或條例是作為實(shí)施權(quán)利要求的實(shí)例形式披露的。
[0134] 優(yōu)選的是包括本文描述的所有元件、部分和步驟。應(yīng)當(dāng)理解的是,任何這些元件、 部分和步驟都可以被其它元件、部分和步驟代替，或者全部刪除，這對(duì)本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員 是顯而易見(jiàn)的。
[0135] 本文至少呈現(xiàn)了如下的構(gòu)思：
[0136] 構(gòu)思1. 一種起重機(jī)防撞系統(tǒng)，包括：
[0137] 負(fù)載定位器，其用于確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊；
[0138] 地圖接收器模塊，其用于獲取現(xiàn)場(chǎng)地圖并將地圖提供給繪圖模塊；
[0139] 標(biāo)簽掃描器，其用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙 物信息提供給繪圖模塊；以及
[0140] 繪圖模塊，其用于將位置信息、地圖和障礙物信息組合到顯示在圖形用戶界面上 的用戶可讀取的信息包中。
[0141] 構(gòu)思2.如構(gòu)思1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括：
[0142] 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，近程監(jiān)視器提供信號(hào)。
[0143] 構(gòu)思3.如構(gòu)思1或2所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括：
[0144] 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，近程監(jiān)視器對(duì)起重機(jī)進(jìn)行 超馳控制。
[0145] 構(gòu)思4.如構(gòu)思1、2或3所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的 標(biāo)簽是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽。
[0146] 構(gòu)思5.如構(gòu)思1、2或3所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的 標(biāo)簽是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合。
[0147] 構(gòu)思6.如構(gòu)思1、2或3所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的 標(biāo)簽是包含識(shí)別符的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽；該識(shí)別符用于訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)如 下組中的有關(guān)障礙物的信息：障礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物 的高度和障礙物的深度。
[0148] 構(gòu)思7.如構(gòu)思1、2或3所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的 標(biāo)簽是包含如下組中的有關(guān)障礙物的信息的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽：障礙物的位置坐標(biāo)、障 礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
[0149] 構(gòu)思8.如構(gòu)思1、2、3、4或5所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙 物的標(biāo)簽被集合在一起來(lái)定義回避區(qū)域，其中回避區(qū)域被賦予了與障礙物直接相關(guān)的特定 屬性。
[0150] 構(gòu)思9.如構(gòu)思1、2、3、4或5所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中的繪圖模塊根據(jù)每個(gè)障 礙物的特性，為該障礙物合并了安全緩沖地帶的余量，安全緩沖地帶的余量在障礙物周圍 提供了虛擬的柵欄。
[0151] 構(gòu)思10. -種用于防止起重機(jī)負(fù)載碰撞的方法，該方法包括：
[0152] 確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊；
[0153] 獲取起重機(jī)位置周圍區(qū)域的地圖并將地圖提供給繪圖模塊；
[0154] 對(duì)起重機(jī)位置周圍區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物 信息提供給繪圖模塊；以及
[0155] 在繪圖模塊，將負(fù)載位置信息、地圖和障礙物信息組合到用戶可讀取的信息包中； 以及
[0156] 將用戶可讀取信息顯示在包括起重機(jī)位置周圍區(qū)域的圖形用戶界面上。
[0157] 構(gòu)思11.如構(gòu)思10所述的方法，還包括：
[0158] 當(dāng)負(fù)載接近障礙物的安全余量時(shí)提供信號(hào)；以及
[0159] 當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行超馳控制。
[0160] 構(gòu)思12.如構(gòu)思10或11所述的方法，其中的地圖選自如下組：地形圖、物理圖、路 線圖、鳥(niǎo)瞰圖、衛(wèi)星圖像。
[0161] 構(gòu)思13.如構(gòu)思10、11或12所述的方法，還包括：
[0162] 使用實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽作為所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽。
[0163] 構(gòu)思14.如構(gòu)思10、11或12所述的方法，還包括：
[0164] 使用實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合作為所述一個(gè)或多 個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽。
[0165] 構(gòu)思15.如構(gòu)思10、11或12所述的方法，還包括：
[0166] 使用包括障礙物的識(shí)別符的一個(gè)或多個(gè)射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽；以及
[0167] 在存儲(chǔ)有關(guān)障礙物的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)中查找識(shí)別符，該數(shù)據(jù)庫(kù)包括如下組中的信 息：障礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
[0168] 構(gòu)思16.如構(gòu)思10、11或12所述的方法，還包括：
[0169] 使用一個(gè)或多個(gè)包含如下組中的有關(guān)障礙物的信息的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽：障 礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
[0170] 構(gòu)思17.如構(gòu)思10、11、12、13或14所述的方法，還包括：
[0171] 將一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽集合在一起以定義回避區(qū)域，其中為回避區(qū)域定 義了與障礙物直接相關(guān)的特定屬性。
[0172] 構(gòu)思18.如構(gòu)思10、11、12、13或14所述的方法，還包括：
[0173] 根據(jù)每個(gè)障礙物的特性，為該障礙物合并安全緩沖地帶的余量，安全緩沖地帶的 余量充當(dāng)障礙物周圍的虛擬柵欄。
[0174] 構(gòu)思19. 一種起重機(jī)防撞系統(tǒng)，包括：
[0175] 負(fù)載定位器，其用于確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊；
[0176] 地圖接收器模塊，其用于獲取現(xiàn)場(chǎng)地圖并將地圖提供給繪圖模塊；
[0177] 標(biāo)簽掃描器，其用于對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS) 標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信息提供給繪圖模塊；以及
[0178] 繪圖模塊，其用于將起重機(jī)位置信息、地圖、障礙物信息、以及每個(gè)障礙物的安全 緩沖地帶的余量組合，該安全緩沖地帶的余量基于顯示在圖形用戶界面上的障礙物的特 性。
[0179] 構(gòu)思20.如構(gòu)思19所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括：
[0180] 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載接近障礙物的安全余量時(shí)，近程監(jiān)視器提供信號(hào)；當(dāng)負(fù)載處于 障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，近程監(jiān)視器對(duì)起重機(jī)進(jìn)行超馳控制。
[0181] 構(gòu)思21.如構(gòu)思19或20所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙 物的標(biāo)簽是實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合。
【權(quán)利要求】
1. 一種起重機(jī)防撞系統(tǒng)，包括： 負(fù)載定位器，其用于確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊； 地圖接收器模塊，其用于獲取現(xiàn)場(chǎng)地圖并將地圖提供給繪圖模塊； 標(biāo)簽掃描器，其用于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信 息提供給繪圖模塊；以及 繪圖模塊，其用于將位置信息、地圖和障礙物信息組合到顯示在圖形用戶界面上的用 戶可讀取的信息包中。
2. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括： 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，所述近程監(jiān)視器提供信號(hào)。
3. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括： 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，所述近程監(jiān)視器對(duì)起重機(jī)進(jìn)行 超馳控制。
4. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽是實(shí) 時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽。
5. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽是實(shí) 時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合。
6. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽是包 含識(shí)別符的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽；所述識(shí)別符用于訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，所述數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)如下組中 的有關(guān)障礙物的信息：障礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度 和障礙物的深度。
7. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽是包 含如下組中的有關(guān)障礙物的信息的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽：障礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類 型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
8. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽被集 合在一起來(lái)定義回避區(qū)域，其中回避區(qū)域被賦予了與障礙物直接相關(guān)的特定屬性。
9. 如權(quán)利要求1所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述繪圖模塊根據(jù)每個(gè)障礙物的特性， 為該障礙物合并了安全緩沖地帶的余量，安全緩沖地帶的余量在障礙物周圍提供了虛擬的 柵欄。
10. -種用于防止起重機(jī)負(fù)載碰撞的方法，該方法包括： 確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊； 獲取起重機(jī)位置周圍區(qū)域的地圖并將地圖提供給繪圖模塊； 對(duì)起重機(jī)位置周圍區(qū)域中的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信息 提供給繪圖模塊；以及 在繪圖模塊，將負(fù)載位置信息、地圖和障礙物信息組合到用戶可讀取的信息包中；以及 將用戶可讀取信息顯示在包括起重機(jī)位置周圍區(qū)域的圖形用戶界面上。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 當(dāng)負(fù)載接近障礙物的安全余量時(shí)提供信號(hào)；以及 當(dāng)負(fù)載處于障礙物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行超馳控制。
12. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中所述地圖選自如下組：地形圖、物理圖、路線圖、鳥(niǎo) 瞰圖、衛(wèi)星圖像。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 使用實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽作為所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽。
14. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 使用實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合作為所述一個(gè)或多個(gè)定 義障礙物的標(biāo)簽。
15. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 使用包括障礙物的識(shí)別符的一個(gè)或多個(gè)射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽；以及 在存儲(chǔ)有關(guān)障礙物的信息的數(shù)據(jù)庫(kù)中查找識(shí)別符，該數(shù)據(jù)庫(kù)包括如下組中的信息：障 礙物的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
16. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 使用一個(gè)或多個(gè)包含如下組中的有關(guān)障礙物的信息的射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽：障礙物 的位置坐標(biāo)、障礙物的類型、障礙物的移動(dòng)性、障礙物的高度和障礙物的深度。
17. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 將一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽集合在一起以定義回避區(qū)域，其中為回避區(qū)域定義了 與障礙物直接相關(guān)的特定屬性。
18. 如權(quán)利要求10所述的方法，還包括： 基于每個(gè)障礙物的特性，為該障礙物合并安全緩沖地帶的余量，所述安全緩沖地帶的 余量充當(dāng)障礙物周圍的虛擬柵欄。
19. 一種起重機(jī)防撞系統(tǒng)，包括： 負(fù)載定位器，其用于確定起重機(jī)的負(fù)載的位置并將位置信息提供給繪圖模塊； 地圖接收器模塊，其用于獲取現(xiàn)場(chǎng)地圖并將地圖提供給繪圖模塊； 標(biāo)簽掃描器，其用于對(duì)工作現(xiàn)場(chǎng)的一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo) 簽進(jìn)行掃描，并將障礙物信息提供給繪圖模塊；以及 繪圖模塊，其用于將起重機(jī)位置信息、地圖、障礙物信息、以及每個(gè)障礙物的安全緩沖 地帶的余量組合，該安全緩沖地帶的余量基于顯示在圖形用戶界面上的障礙物的特性。
20. 如權(quán)利要求19所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，還包括： 近程監(jiān)視器，當(dāng)負(fù)載接近障礙物的安全余量時(shí)，近程監(jiān)視器提供信號(hào)；當(dāng)負(fù)載處于障礙 物的安全余量范圍內(nèi)時(shí)，近程監(jiān)視器對(duì)起重機(jī)進(jìn)行超馳控制。
21. 如權(quán)利要求19所述的起重機(jī)防撞系統(tǒng)，其中所述一個(gè)或多個(gè)定義障礙物的標(biāo)簽是 實(shí)時(shí)定位系統(tǒng)（RTLS)標(biāo)簽與射頻識(shí)別（RFID)標(biāo)簽的組合。
【文檔編號(hào)】B66C13/18GK104271490SQ201380023889
【公開(kāi)日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2013年5月8日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月10日
【發(fā)明者】戴爾·赫曼, 柯特·康奎斯特 申請(qǐng)人:天寶導(dǎo)航有限公司