塔吊激光定位控制系统技术方案

1、塔吊激光定位控制系统技术方案针对中建集团施工现场的要求，将塔吊控制室的操作员根据激光标距、空间 坐标及回传的实拍图像及时传送到操作室。方便操作人员对整个施工现场进行实时 观测、录像和激光定位信号的显示与记录,使控制室的操作员充分了解施工现场的 的动态及情况，便于控制定点启动、定点摆放，功能要求如下:、控制室操作员首先启动各个空间坐标间距(米)，如塔高、移动车距、起吊点、放置终点等测距定标复位，并由LED显示盘面以指针模式(红、绿颜 色标示)、数字显示(塔高、移动车距、起吊点、放置终点等距离米)，并启动摄 像监控系统等前置作业。、控制室的操作员，通过激光测距、空间定位坐标、无线传输等构成一 套空

2、间定位测距系统，并于LED仪表盘上显示各个位置相对应的位置(米)，确定 起吊点与终放点距离(米)。、 确定起吊点后，可以通过起吊点的无线摄像机发射回来的图像，观测 起吊点的运作情况，实时调整塔吊旋转方向。、当吊钩挂好起吊材料后，通过激光测距及空间坐标并由LED显示相对 位置，确定降落点。、 控制室的操作员控制小车上变焦摄像机，观测吊钩下面的一些情况， 调整吊钩的位置，然后移动塔车迅速到达离地面及目标点各约1米位置，再进行最 后定点调整。、 根据管理要求控制室也可以安装数字录像机把显示图象并进行图像记 录备份;录像时间根据要求可以长到1个月。此系统也可以因视频失落及设备故障报警显示;控制室安装控

3、制主键盘，根据要求可以把图像自动/手动切换、小车上的 快球及镜头也可以通过控制主键盘的遥控器，根据要求任意控制快球的旋转位置及 镜头的变焦。根据施工现场吊动工作 实际情况定摄像机数量及规格。基本配置：主控设备、LED显示盘、彩色7寸显示屏、四路彩色视频分割器、无线控制 键盘、横向激光测距主机（移动塔车）、向下移动激光测距主机、起点监测主机A （彩色无线摄像机无线数字传输模块、空间定位模块、充电电池）、终点监测主机 B （彩色无线摄像机无线数字传输模块、空间定位模块、充电电池）、彩色摄像塔 机等。五、数字监控系统简介： 本系统设计的思想是采用面、线结合的图像采集方法，在小范围内的图像采集使用红外

4、摄像机，在较大范围内的图像采集则使用带全方位的快球带动变焦一体 机，通过控制主键盘对快球及一体机进行控制，对监控点不仅能面、线、点的手动 控制监控，还可通过设置自动巡航点，实施自动监控。这样的设计可以在使用较少 的摄像机和液晶监视器，不会降低图像效果。体现我们给客户承诺的设计原则实事 求是、先进、实用、可靠、节约。六、方案拟定6.1、工程总述、设计思想和依据以下方案是在综合考虑了中建集团的的实际情况和工程现场情况勘察报告后 做出的。本设计方案遵循以下标准：安全防范工程程序与要求GA/T75 94；安全防范系统通用图形符号 GA/T74 94；民用闭路电视监控系统工程技术规范GB50/98 94

5、；智能建筑 设计标准DBJ08 47 95；民用建筑电气设计规范JGJ/T16 92；商用建筑 线缆标准EIA/TIA569；高层民用建筑设计防火规范GBJ45 82；国家或行 业批准的相关产品通用技术条件；6.2、设备选型及功能说明6.2.1液晶显示设备：7寸彩色显示。 型号SY801M显像管尺寸7英寸视频输入/输出1路BNC输入、输出接口音频输入/输出1路RCA接口输入/输出面板控制菜单（亮度、色饱和度、对比度、色调）音量，电源开关 电源电源输入范围100230V AC电力消耗最大75W外型尺寸（mm）49X40X48 （宽X高X深）重量0.6公斤分辨率最大：NTSC 500 线，PAL

6、600 线水平同步范围15.625KHz 500Hz垂直同步范围50Hz/60Hz 3Hz音频功率最大：3.0W工作温度0C40C工作湿度10906.2.2、原装进口变焦摄像机：SONY480小范围内图像采集摄像机产品类型SG-818HC影像传感器1/3” SONY清晰度600TVL最低照度0.1LU_信号制式PAL / NTSC素点数目PAL:512(H)X582(V)同步系统内同步信噪比48dB电子快门自动1/501/100，000秒光圈控制DC驱动DC/VIDEO 驱动镜头规格C/CS Mount Lens 白平衡自动视频输出1.0Vpp75Q BNC电源DC12V工作温度-20C65C

7、保存温度-10C55C净重量290 g外形尺寸120(L)X50(W)X50(H)mm产品性能：? 高质量图像：该产品具有高质量的图像和灵敏度，即使在非常阴暗的光线 下也能拍摄到高质量的图像。三角架螺孔：方便安装摄像机。在摄像机的顶部和底部均开有三脚架螺 孔，无须特殊的三脚架转接器。?可配任何DC/VIDEO驱动的镜头。此款有全新的数码AGC功能(自动增益控 制功能)。比传统AGC功能更灵活和更有效地增强感光度，在低照度的环境下也能 拍摄清晰的物体。 CCD IRIS：该功能可以使手动光圈镜头替代自动光圈镜头。当环境照度增 加，摄像机自动减少曝光时间。该动作是通过CCD变换的电子快门，快门的速

8、度可 调节。快门速度：从1/50秒至1/100,000秒。C/CS界面：可配接C/CS接口的镜头，并有方便、精确的后焦调整。可增加DC或VIDEO驱动功能。单板机或双板机可选。6.2.3、控制主键盘：迷你键盘说明产品说明结构紧凑，可靠性高，485总线控制，兼容多种流行的控制协议，多种扫描 方式，360度连续旋转控制，自动翻转功能，自动聚焦，背光补偿等功能。可应用 于大楼、银行、机场、车站、海关、交通、电力等安防监控场合。性能特点 全金属外壳材质，表面采用铝合金面板经氧化处理，耐磨、简洁、高档。 中英文液晶操作界面，对应地址的控制协议和波特率清楚地显示在液晶屏 上。完全取代嵌入式硬盘录像机前面板

9、的所有功能操作按键。 采用进口按键，手感好，有确认声音提示。一台设备可以同时控制255台嵌入式硬盘录像机 ,255台快球或解码器。 密码管理参数设置，安全、可靠，防止误改设置参数。备有多种常用快球、解码器协议。RS485信号输入输出输出采用光电隔离RS485控制，抗干扰性强，传输距离 远，标准传输距离120_米技术指标指标KB-E2/C2KB-E3/C3KB-M可控制D31（台）可控制快球255（台）摇杆二维摇杆三维摇杆四维摇杆通信端口RS485半双工 通信速率 120_1920_BPS显示屏中文122X32蓝屏/英文162绿屏 无通讯电缆长度 最远120_米 工作温度-10 55C电源DC1

10、2V10/50HZ功耗最大10W最大5W 尺寸320(L)X180(W)X90(H)毫米 320(L)X180(W)X90(H)重量2.3kg0.8 kg6.4、主控设备： 塔架主机激光测距向下 塔架主机 激光测距向下 无线传输模块 无线接收模块模块LED 显示屏激光测距向内无线摄像机空间坐标模块无线摄像机无线传输模块空间坐标模块起点检测主机A终点检测主机B定位坐标资料，经换算公式得出各点的相对应坐标与距离（米），然后显示 于LED显示屏幕上，让驾驶操作人员方便容易及直观操作，减少因盲点操控带来的不方 便与安全上的顾虑，并提高操作效率及准确率，以提升整体的施工成本。 于操作人员进入驾驶座后，先

11、进行设备复位作业（空间坐标、车距、起始、 终点的初始化），LED显示屏显示出当前相对应坐标与距离（米），由红灯显示起 点、终点、车距，并与摄像监控设备组成立体作业模式，让操作员直观、容易掌控整个作 业过程。6.5、空间坐标定位： 空间坐标模块由三点定位坐标求出各点坐标，然后经由无线传输模块将坐标 资料传到驾驶控制室，由主控设备接收，最后由LED显示出相对应坐标，经换算公 式得出新的坐标，与激光测距、摄像监控组成一套立体监测操控系统。坐标采集：每秒钟采集并发送一次相对坐标灵敏度搜寻 -151dBm追踪 -160dBm精确度位置 7 米 CEP 90%, 3 米 CEP 50%（SA 关闭）速度

12、0.1米/秒定位时间热启动 1 秒,平均暖启动 35秒,平均冷启动 40秒,平均动态条件海拔 10千米最大水平速度 515米/秒最大电源消耗工作电流约60mA平均工作电压3.74.2V充电电压 5.5V环境条件工作温度-40C到+85C储存温度-40C到+150C坐标参数Lat：纬度方向（+/-）纬度值（精度为小数点后5位）Long：:经度方向（+/-）经度值（精度为小数点后5位）Speed：速度KM/H （精度为小数点后两位）Direction：移位（精度为小数点后两位）FI_：定位状态（A/V）STATE: 信息状态6.5、无线传输：无线传输系统在这里主要作为辅助设备，主要将空间坐标及激光

13、测距资料， 经由远程无线传输到主控设备的无线接收模块。 无线传输模块与空间定位模块及无线摄像机组成一套定点监测系统功能特点：微发射功率：发射功率小于50mW，高接收灵敏度-121dbm，体积小：40mm_24mm_8mm。低功耗：接收电流最低2米，可靠传输距离(BER=10-3/96000bps) 1000m,(BER=10-3/120_bps)1500m。透明的数据传输： 提供透明的数据接口，能适应任何标准或非标准的用户协议。自动过滤掉空中产生的噪音信号及假数据(所发即所收)。收发转换时间：10ms。多信道，多速率。标准配置提供16个信道，满足用户多种通信组合方式的需求。JZ873型模块可提

14、供120_bps、2400bps、4800bps、9600bps、1920ps、38400bps多种通信波特率，并且无线传输 速率与接口波特率成正比，以满足客户设备对多种波特率的需要。高速无线通讯和大的数据缓冲区。 空中速率大于串口速率时可连续传输无限大的数据，空中速率小于或等于串口速率时，一帧可传输512字节的数据。智能数据控制，用户无需编制多余的程序：即使是半双工通信，用户也无需编制多余的程序，只要从接口收/发数据即 可，其它如空中收/发转换，网络连接，控制等操作，模块能够自动完成。高可靠性，体积小、重量轻： 采用高性能单片处理器，外围电路少，可靠性高，故障率低。看门狗实时监控： 看门狗监

15、控内部功能，改变了传统产品的组织结构，提高了产品的可靠性。天线的配置： 有多种天线配置方案，可根据用户的现场配套不同的天线，以达到最佳的效 果。6.6、激光测距：配置有两个激光测距主机，一部横向移动测距（横向移动车子的车距）、另 一部为吊绳向下测距（主要针对被吊物的距离测距）。横向移动测距:实时检测移动车子到操控室的距离（米），并显示于LED显示 屏幕。吊绳向下测距：实时检测吊绳到地面及被吊物的距离（米），并显示于LED 显示屏幕。脉冲激光测距通常是由激光发射系统、激光接收系统、时刻鉴别电路及回波 探测放大系统、电源以及计时显示电路等组成。其工作原理是利用脉冲激光器向目 标发射单次激光脉冲或激

16、光脉冲串，计时电路测量激光脉冲到达目标并由目标返回 到接收机的往返时间，由此运算目标的距离。其工作过程是：首先瞄准目标，然后 接通激光电源，启动激光器，通过发射光学系统，向瞄准的目标发射激光脉冲信 号。同时时刻鉴别电路获取开门脉冲信号，启动计时电路，由目标反射回来的激光 回波经过大气传输，进入接收光学系统，作用在光电探测器上，转变为电脉冲信 号，经过放大器放大，时刻鉴别电路获取后作为计时电路的关门信号，计时电路停 止计时，再经过运算得到目标距离，在显示器上显示出来。激光发射模块本模块由脉冲激光二极管、准直镜头以及激光驱动电路组成，可以产生18ns100ns之间任意宽度的光脉冲信号，峰值光功率1

17、W80W之间。 激光接收模块本模块由接收镜头、雪崩光电二极管、信号处理电路和高压电源部分组成， 可以灵敏地接收激光脉冲信号，并经前置放大整形处理后，输出一幅值+ 5V的脉 冲信号。计时模块TDC-GP1计时模块？TDC-GP2计时模块？ 低成本计时模块？激光发射接收电源模块该模块可以为脉冲式半导体激光发射驱动电路和激光接收电路提供低功耗、 高转换效率的驱动电源。激光准直扩束金属外壳、镜头尺寸为巾20X50mm、准直8mrad以下。激光接收镜头金属外壳、镜头尺寸为巾40mm；良好的光学性能，尤其是对905nm激光波长 的支持6.7、LED显示盘面：LED显示盘面主要作为操作人员直观清楚了解机械臂

18、、吊绳、起吊点与终放 点等的距离位置，方便与准确操作移动放置。由于，LED灯无法制作以米为单位（70 _ 180），且占空间位置不允许，所 以必须辅助数字显示屏。以塔车为中心点，对驾驶控制室实时测距显示（米） 以塔车为中心点，对起吊物及地面实时测距显示（米） 塔车移动实时LED灯同步显示方向与对应距离位置 因为空间定位及激光测距都会有不同程度的误差，所以当塔车移动到目标地 点离地及接近5米左右时需要暂停，然后小范围指挥缓慢放置。 终点坐标起点坐标塔车移动距离离地距离终点坐标起点坐标塔车移动距离离地距离128M57M128M57M245M57M起始点00000000000000000000000

19、000000000 ooooo00000000000000000000000000000000 ooooo0000000000000000000000000000000000000ooooooooooooooooooooooooooooooo000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000ooooo000000000000000000000000