(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111069061.X (22)申请日 2021.09.13 (71)申请人 杭州大杰智能传动科技有限公司 地址 311202 浙江省杭州市萧 山区经济技 术开发区启迪路198号B1- 3-112室 (72)发明人 陈德木　蒋云　陆建江　陈曦　 赵晓东　 (74)专利代理 机构 北京辰权知识产权代理有限 公司 11619 代理人 刘广达 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/00(2006.01) G06K 9/62(2006.01)G06N 3/04(2006.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 智能塔吊起升负载平衡性的自动监测控制 方法和系统 (57)摘要 本申请实施例提供一种智能塔吊起升负载 平衡性的自动监测控制方法和系统。 该方法包 括： 根据图像分析得到配重的重量； 提取物料的 图像的特征， 输入第一分类神经网络， 获得物料 的类型， 物料的类型包括物料的外观形状、 材料、 尺寸， 并估计物料的重量； 根据三个位置传感器 的数据计算配重到塔身的距离和挂钩到塔身的 距离； 将配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的 距离和挂钩到塔身的距离输入训练好的塔吊起 升负载平衡性分类神经网络， 对塔吊起升负载平 衡性进行分类， 根据分类结果执行相应的控制策 略。 本申请利用图像分析和神经网络分类技术能 够智能化计算得到配重重量和物料重量， 进而通 过神经网络分类智能的判断待智能塔吊起升负 载平衡性， 执 行相应策略以保证 塔吊安全。 权利要求书3页 说明书10页 附图4页 CN 113901600 A 2022.01.07 CN 113901600 A 1.一种智能塔吊起升负载平衡性的自动监测控制方法， 其特 征在于， 包括： 在所述智能塔吊的配重附近设置摄像头， 采集所述智能塔吊配重的图像， 根据所述图 像分析得到所述配重的重量； 以待吊装物料为中心建立第一空间坐标系， 在所述第一空间坐标系的X、 Y、 Z轴上各设 置一个摄像头， 采集所述物料的图像； 提取所述物料的图像的特征， 输入第 一分类神经网络， 获得所述物料的类型， 所述物料 的类型包括物料的外观形状、 材 料、 尺寸， 并估计所述物料的重量； 在塔吊主横梁与塔身的交叉处设置第 一位置传感器， 在所述配重上设置第 二位置传感 器， 在所述塔吊的挂钩吊绳上设置第三位置传感器， 根据三个所述位置传感器的数据计算 配重到塔身的距离和挂钩到塔身的距离； 将所述配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的距离和挂钩到塔身的距离输入训练好 的塔吊起升负载平衡性分类神经网络， 对所述塔吊起升负载平衡性进行分类， 根据分类结 果执行相应的控制策略。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 所述在所述智能塔吊的配重附近设置摄像头， 采集所述智能塔吊配重的图像， 根据所 述图像分析 得到所述配重的重量， 包括： 在所述智能塔吊的配重附近设置摄 像头， 采集所述智能塔吊配重的图像； 根据所述图像分析得到所述配重所包含的标准配重块个数及标准配重块类型， 所述标 准配重块类型包括标准配重块的体积和重量信息； 根据所述标准配重块个数及标准配重块的重量信息的乘积， 得到所述配重的重量。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 所述以待吊装物料为中心建立第一空间坐标系， 在所述第一空间坐标系的X、 Y、 Z轴上 各设置一个 摄像头， 采集所述物料的图像， 包括： 以待吊装物料的质心为原点建立第一空间坐标系， 在所述第一空间坐标系的X、 Y、 Z轴 上距离所述待吊装物料的质心相同距离处各设置一个 摄像头； 三个摄像头分别朝向所述待吊装物料拍摄所述待吊装物料的图像， 得到所述待吊装物 料三个方位的图像信息 。 4.根据权利要求3所述的方法， 其特 征在于， 所述提取所述物料的图像的特征， 输入第一分类神经网络， 获得所述物料的类型， 所述 物料的类型包括物料的外观形状、 材 料、 尺寸， 并估计所述物料的重量， 包括： 将大批量已知物料的外观形状、 材料、 尺寸、 重量信息导入到卷积神经网络， 得到各个 物料的类型； 将已知物料的外观形状、 制作材料、 尺寸、 重量信息和物料的类型构成的特征 向量作为训练样本， 构建训练样本集； 用训练样本集训练由基于全连接神经网络的自动编码器模型和K－means模型构成的 AKC模型； 提取所述物料的图像的特 征， 得到所述物料的外观形状、 材 料、 尺寸； 将待分类物料的外观形状、 材料、 尺寸输入训练好的AKC模型中， 得到该待分类物料的 重量。 5.根据权利要求 4所述的方法， 其特 征在于，权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 113901600 A 2所述在塔吊主横梁与塔身的交叉处设置第 一位置传感器， 在所述配重上设置第 二位置 传感器， 在所述塔吊的挂钩吊绳上设置第三位置传感器， 根据三个所述位置传感器的数据 计算配重 到塔身的距离和挂钩到塔身的距离， 包括： 在塔吊主横梁与塔身的交叉处设置第 一位置传感器， 在所述配重上设置第 二位置传感 器， 在所述塔吊的挂钩吊绳上设置第三 位置传感器； 以第一位置传感器为原点， 建立第二空间坐标系， 在所述第二空间坐标系内分别标记 所述第二 位置传感器的坐标和第三 位置传感器的坐标； 根据第二 位置传感器的坐标计算得到配重 到塔身的距离； 根据第三 位置传感器的坐标计算得到挂钩到塔身的距离 。 6.如权利要求5所述的方法， 其特 征在于， 所述将所述配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的距离和挂钩到塔身的距离输入训 练好的塔吊起升负载平衡性分类神经网络， 对所述塔吊起升负载平衡性进行分类， 包括： 将大批量已知智能塔吊的配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的距离和挂钩到塔身 的距离导入到卷积神经网络， 得到智能塔吊的起升负载平衡性类型； 将已知智能塔吊所述 主横梁的配重的重量、 物料 的重量、 配重到塔身的距离和 挂钩到塔身的距离和起升负载平 衡性类型构成的特 征向量作为训练样本， 构建训练样本集； 用训练样本集训练由基于全连接神经网络的自动编码器模型和K－means模型构成的 AKC模型； 将待分类智能塔吊所述配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的距离和挂钩到塔身的 距离输入训练好的AKC模型中， 得到所述智能塔吊的起升负载平衡性类型。 7.根据权利要求6所述的方法， 其特 征在于， 所述根据分类结果执 行相应的控制策略， 包括： 根据所述主横梁的智能塔吊的起升负载平衡性为负载严重失衡， 停止所述智能塔吊的 运行， 发出红色预警提 示； 根据所述主横梁的智能塔吊的起升负载平衡性为负载轻度失衡， 降低所述智能塔吊的 运行速度， 发出黄色预警提 示； 根据所述主横梁的智能塔吊的起升负载平衡性为负载均衡， 继续执行所述智能塔吊的 运行， 发出负载平衡提 示。 8.一种智能塔吊起升负载平衡性的自动监测控制系统， 其特 征在于， 包括： 配重重量获取模块， 用于在所述智能塔吊的配重附近设置摄像头， 采集所述智能塔吊 配重的图像， 根据所述图像分析 得到所述配重的重量； 物料图像采集模块， 用于以待吊装物料为中心建立第一空间坐标系， 在所述第一空间 坐标系的X、 Y、 Z轴上 各设置一个 摄像头， 采集所述物料的图像； 物料重量获取模块， 用于提取所述物料的图像的特征， 输入第一分类神经网络， 获得所 述物料的类型， 所述物料的类型包括物料的外观形状、 材 料、 尺寸， 并估计所述物料的重量； 配重及物料位置计算模块， 用于在塔吊主横梁与塔身的交叉处设置第一位置传感器， 在所述配重上设置第二位置传感器， 在所述塔吊的挂钩吊绳上设置第三位置传感器， 根据 三个所述 位置传感器的数据计算配重 到塔身的距离和挂钩到塔身的距离； 负载平衡性分类模块， 用于将所述配重的重量、 物料的重量、 配重到塔身的距离和挂钩权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 113901600 A 3