龍門吊安全保障：UWB技術助力防撞方案實施
發布日期：2024-11-15 瀏覽次數：169次
基于UWB的龍門吊防撞方案利用UWB高精度定位的特點，通過在龍門吊關鍵部位安裝UWB定位標簽和在工作區域周圍設置UWB基站，實時獲取龍門吊各部分的位置信息，對可能發生的碰撞危險進行預警和控制，有效避免龍門吊之間、龍門吊與周邊設施(如建筑物、其他設備等)之間的碰撞。
一、硬件部署
UWB定位標簽
在龍門吊的吊具、大車、小車等容易發生碰撞風險的關鍵運動部位安裝UWB定位標簽。這些標簽不斷向外發送UWB信號，其信號中包含自身的唯一標識符，以便基站識別。
UWB基站
在龍門吊工作區域的周邊環境(如廠房的墻壁、立柱等高處固定位置)以及相鄰龍門吊之間合理布局UWB基站。基站接收來自定位標簽的UWB信號，并將接收到的數據傳輸給后端處理系統。基站的布局要確保整個工作區域內都有足夠的信號覆蓋，保證定位的準確性和穩定性。
二、定位原理與數據處理
定位原理
UWB定位基于TOA(到達時間)、TDOA(到達時間差)或AOA(到達角度)等技術。在本方案中，可以采用TDOA方法，通過多個基站接收到定位標簽信號的時間差來計算標簽的位置。這種方法可以在復雜的工業環境中實現高精度定位。
數據處理
后端處理系統接收來自UWB基站的數據，通過專門的定位算法對數據進行處理，計算出龍門吊各關鍵部位的實時三維坐標。同時，系統還需要對數據進行濾波、校準等處理，以消除環境干擾和設備誤差帶來的影響，提高定位精度。
三、防撞策略與預警機制
區域劃分與安全距離設定
將龍門吊工作區域劃分為不同的子區域，如工作區、警戒區和危險區。根據龍門吊的實際尺寸、運動速度和操作規范，為每個區域設定相應的安全距離閾值。例如，當龍門吊接近警戒區邊界時，啟動預警;當進入危險區時，采取緊急制動等更嚴格的措施。
碰撞預測與預警
后端處理系統根據實時獲取的龍門吊各部分位置信息和運動軌跡，結合設定的安全距離閾值，預測是否存在碰撞風險。當檢測到可能發生碰撞時，系統通過聲光報警器、顯示屏提示、向操作人員發送通知(如通過無線通信設備連接到操作人員的終端)等方式發出預警信息，提醒操作人員采取相應的措施，如減速、停止操作等。
自動控制與緊急制動(可選)
在一些高級應用場景中，可以將UWB防撞系統與龍門吊的控制系統集成。當預警信息發出后，如果操作人員未能及時響應，且碰撞風險進一步加劇，系統可以自動觸發龍門吊的制動裝置，實現緊急制動，避免碰撞事故的發生。
四、系統優勢
高精度定位：UWB技術能夠提供厘米級的定位精度，有效滿足龍門吊防撞對位置精度的高要求。
抗干擾能力強：在復雜的工業電磁環境中，UWB信號具有較強的抗干擾能力，確保系統穩定運行。
實時性好：可以實時獲取和處理位置信息，及時發現并預警碰撞風險，保障作業安全。
靈活可擴展：系統可以方便地根據龍門吊的數量、工作區域的變化等進行擴展和調整。
