CN113086848A - 一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明属于地下工程施工领域，涉及一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统。该方法通过建立钢筋笼吊装位姿的搜索空间、建立钢筋笼吊装动作集以及建立钢筋笼受力变形方程；在吊装位姿的搜索空间内规划钢筋笼吊装的位姿点，并计算吊装位姿点对应的钢筋笼变形累计值，检测该变形累计值是否满足预设范围，保留满足预设范围要求的钢筋笼吊装位姿点作为安全吊装位姿点，并从钢筋笼吊装动作集为每一安全吊装位姿点选择动作，形成与安全吊装位姿点相对应的钢筋笼安全吊装动作集，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导。本发明能够快速高效地规划出可行的、安全的吊装位姿点，引导起重机驾驶员进行合理的吊装操作，避免卡槽、散架等安全事故。

Description

一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统

技术领域

本发明属于地下工程施工领域，更具体地，涉及一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统。

背景技术

随着城市化进程的加快，轨道交通逐渐成为现代城市发展必不可少的交通工具。地下连续墙由于其刚度大、整体性好、位移控制效果好，成为了城市轨道交通地下隧道施工中必不可少的关键性任务。其中，大型地下连续墙的钢筋笼吊装作业是地下连续墙施工中的一个关键环节。然而，由于地下连续墙钢筋笼刚度差、重量大、高度高，钢筋笼在设计时的受力状态与施工吊装时的受力状态不同，因此对钢筋笼吊装过程要求极高。而在轨道交通地下隧道地下连续墙施工中，大型地下连续墙钢筋笼吊装作业常采用双机吊装，复杂的吊装作业对两台起重机配合吊装动作要求极高。然而实际施工中起重机吊装动作严重依赖起重机驾驶员的经验操作，一旦移动式起重机的吊装操作不当、配合失误，使得钢筋笼位姿处于危险状态，极易造成大型钢筋笼变形、散架，以及吊装结构体失稳等安全事故。因此发明一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导系统及工作方法，对于提高大型钢筋笼吊装作业的安全性、极为有意义。

目前，大型钢筋笼的安全吊装的研究及发明大多集中在吊点位置的优化、加强筋数量、腹杆形式，以及腹杆布置位置的优化，未考虑在吊装过程中，起重机驾驶员仅依靠通过施工经验以及现场施工人员指挥吊装钢筋笼存在较大的风险，无法准确的引导起重机驾驶员进行钢筋笼的吊装，同时无法保证吊装过程中钢筋笼吊装位姿的安全性，使得大型地下连续墙钢筋笼的吊装过程风险不可控，吊装安全不可控。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导方法及系统，其目的在于，基于大型地下连续墙钢筋笼的吊装过程的规划，为移动式起重机的驾驶员提供准确的吊装动作引导，防止吊装作业事故的发生。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，包括如下步骤：

步骤S1：采集构建吊装系统模型以及钢筋笼吊装路径搜索空间所需的各项吊装数据；

步骤S2：吊装位姿点智能规划

基于步骤S1采集的各项吊装数据构建吊装系统模型，包括建立钢筋笼吊装位姿的搜索空间、建立钢筋笼吊装动作集以及建立钢筋笼受力变形方程；在吊装位姿的搜索空间内规划钢筋笼吊装的位姿点，并计算吊装位姿点对应的钢筋笼变形累计值，检测该变形累计值是否满足预设范围，保留满足预设范围要求的钢筋笼吊装位姿点作为安全吊装位姿点，并从钢筋笼吊装动作集为每一安全吊装位姿点选择动作，形成与安全吊装位姿点相对应的钢筋笼安全吊装动作集，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导。

进一步地，还包括如下步骤：

步骤S3：根据钢筋笼安全吊装动作集中的动作逆向求解起重机位姿点以及位姿点对应的吊装动作，实现钢筋笼的安全吊装。

进一步地，步骤S3中，作为吊装预演，将规划出的起重机吊装动作上传，进行吊装动作规划结果的可视化显示。

进一步地，步骤S1中吊装数据的采集包括现场采集吊装所需起重机数据、吊装所需钢筋笼数据；将现场采集的上述数据上传至现场数据库中备用，并建立对应的吊装作业标签；留存吊装作业标签与对应吊装所需数据，以便后续同类型工程借鉴学习。

进一步地，步骤S2进一步包括：

S21、建立钢筋笼吊装的搜索空间，包括：

采用位形空间，即C空间来描述钢筋笼吊装过程中的位姿；C空间中每个坐标轴代表钢筋笼的自由度，C空间中每个位姿点对应钢筋笼在真实世界中的位姿状态，其中，钢筋笼位姿点及搜索空间范围在C空间表示为：

其中，(x_o，y_o，z_o)为钢筋笼中心点的坐标；θ_o为钢筋笼中心轴线与水平面的夹角；δ₀为钢筋笼绕中心轴线旋转角度，

为钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；Bound为C空间内位姿点的搜索范围，即钢筋笼吊装的搜索空间；*_max、*_min分别表示*搜索范围的最大值和最小值，*为通配符，表示x_o、y_o、z_o、θ_o、δ₀、

中的任一个；

然后，以钢筋笼吊装位姿点的C空间坐标作为规划对象，进行位姿点生长规划，直至钢筋笼位姿点到达目标位姿节点；

S22、建立钢筋笼吊装动作集U₁，起重机动作集U₂；

S23、建立钢筋笼受力变形方程，实现对不同吊装位姿下的钢筋笼吊点进行快速受力变形分析，具体的，钢筋笼快速受力变形方程表示为：

F_n＝f(G，C，K)

其中，F_n为吊点受力，G为钢筋笼自重，C为钢筋笼位姿点在C空间中的坐标，K为已知参数常数，ε_n为钢筋笼吊点处水平变形；f(*)表示F_n与G，C，K的映射关系，

表示ε_n与F_n的映射关系；

S24、给定钢筋笼初始位姿点C₁、终止位姿点C_n，在Bound空间内采用基于快速扩展随机树的路径规划算法对钢筋笼吊装位姿点进行搜索，规划得到钢筋笼由初始状态变换到终止状态的一系列位姿点，同时在搜索位姿点的过程中，将每一个位姿点代入受力变形模型中，得到钢筋笼吊点处的水平变形，当水平变形累计值超出预设范围时，则舍弃位姿点，重新探索新的位姿点，直至得到符合水平变形要求的安全吊装位姿点集合，同时在钢筋笼吊装动作集U₁中选择对应的动作，记为：

其中，C_step为规划得到的安全吊装位姿点集合，U₁(i)为由C_i位姿点到达C_i+1位姿点选择的钢筋笼动作，i＝1，2，...，n-1，U_1，step为输出的钢筋笼安全吊装动作序列。

进一步地，还包括如下步骤：

步骤S3：围绕起重机、钢筋笼构建单封闭链系统，建立逆向运动方程，以钢筋笼位姿及起重机下车位姿为主动变量，以起重机位姿点为被动变量，根据逆向运动方程由已知主动变量求解被动变量，具体如下：

其中，C′_1i为主起重机位姿点，(x_1i，y_1i，z_1i)为主起重机吊点的空间坐标，φ_1i为主起重机臂架仰角，h_1i为主起重机吊绳长度，(x_i，y_i，z_i)是钢筋笼位姿点C_i的坐标，θ_i，δ_i，

分别为钢筋笼位姿点C_i处对应的钢筋笼中心轴线与水平面的夹角、钢筋笼绕中心轴线旋转角度以及钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；C′_2i为副起重机位姿点，φ_2i为副起重机的臂架仰角，h_2i为副起重机吊绳长度，(x_2i，y_2i，z_2i)为副起重机吊点的空间坐标；

基于钢筋笼位姿点集合，逆向解出主、副起重机位姿点集合，在起重机吊装动作集U₂中选择动作，使得主、副起重机应用动作序列后，主、副起重机的位姿也符合钢筋笼位姿点集合的要求，记为：

其中，C′_j，step为起重机基于逆向运动方程求解得到的位姿点集合，U₂(i)_j为主起重机由C′_ji位姿点到达C′_j(i+1)位姿点选择的起重机动作，U′_j，step为输出的起重机安全吊装动作序列；对于单机吊装，取j＝1；对于双机吊装，取j＝1、2，j＝1表示主起重机，j＝2表示副起重机。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，包括处理器以及计算机程序模块，所述计算机程序模块在被所述处理器调用时，实现如前所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法。

为实现上述目的，按照本发明的另一个方面，提供了一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，包括：吊装方案数据采集模块、吊装位姿智能规划模块以及吊装位姿智能引导模块；

所述吊装方案数据采集模块用于执行如前任一项所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法的步骤S1，并将采集的数据上传至主机，用以提供吊装位姿智能规划模块进行分析；

所述吊装位姿智能规划模块用于执行如前任一项所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法的步骤S2，从而得到安全的起重机吊装位姿点及吊装动作，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导。

进一步地，还包括吊装位姿智能引导模块，用于根据所述吊装位姿智能规划模块获得的起重机吊装位姿点及吊装动作，向起重机驾驶员直观展示起重机应进行的吊装动作以及起重机应该到达的位姿点，完成对起重机驾驶员的操作引导。

进一步地，所述吊装方案数据采集模块提取的数据包括吊装方案中起重机、钢筋笼基本尺寸，吊点位置、加强筋数量以及钢筋笼腹筋形式。

总体而言，本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1、本发明基于地下连续墙钢筋笼的吊装过程，通过采集吊装方案中的起重机、钢筋笼数据，建立吊装系统模型以及吊装位姿空间，然后在变形约束条件下搜索钢筋笼吊装位姿点集合，生成钢筋笼位姿点集合、吊装动作序列，基于规划得到的安全吊装位姿点集合以及吊装动作，向起重机驾驶员提供智能引导，保证起重机吊装的安全，保证钢筋笼在吊装过程中符合变形规范。

2、本发明在规划得到的安全吊装位姿点集合以及吊装动作基础上，通过逆向求解起重机上车位姿点集合、吊装动作序列，能够进一步指导起重机驾驶员的规范操作。

3、本发明通过可视化演示的吊装预演，能够帮助起重机驾驶员提前发现和规避风险，提高吊装安全性。

4、本发明通过建立现场数据库，能够为同类型工程提供借鉴学习，有利于提高同类型新工程的吊装规划效率。

5、通过围绕起重机、钢筋笼构建单封闭链系统，建立逆向运动方程，以钢筋笼位姿及起重机下车位姿为主动变量，以起重机位姿点为被动变量，根据逆向运动方程由已知主动变量求解被动变量，能够快速、高效地实现单机吊装和双机协同吊装规划，尤其是针对双机协同吊装规划的过程更为高效、合理。

附图说明

图1是本发明提供的一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导系统工作方法示意图；

图2是图1的系统原理图；

图3是具体实施案例中采用的智能规划算法流程示意图；

图4是具体实施案例中基于RRT*随机采样算法在钢筋笼位姿空间内进行位姿点的搜索流程示意图；

图5是图4的搜索图例示意；

图6是具体实施案例中吊装空间坐标系OXYZ示意图；

图7是具体实施案例中双机吊装位姿引导及单封闭链示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1及图2所示，本发明提供的一种地下连续墙钢筋笼双机吊装位姿智能引导系统，包括吊装方案数据采集模块、吊装位姿智能规划模块以及吊装位姿智能引导模块。

所述吊装方案数据采集模块，线上智能识别钢筋笼吊装方案，获得吊装相关数据，具体包括：起重机型号、起重机尺寸参数、起重机起重性能表、起重机吊装铁扁担尺寸、钢丝绳型号尺寸、钢筋笼吊点位置、钢筋笼尺寸、钢筋笼标准幅重量、钢筋笼吊点布置、钢筋笼主筋规格、钢筋笼桁架筋规格，生成现场数据库，生成吊装作业标签。

所述吊装位姿智能规划模块，通过智能规划算法，进一步的，通过RRT*随机采样算法对赶钢筋笼吊装过程中的位姿点进行生长探索，规划出一系列符合变形要求的吊装位姿点以及对应的钢筋笼吊装动作，建立双机单封闭链系统、封闭链方程，逆向求解主起重机、副起重机的吊装位姿点以及对应的吊装动作序列。

所述及吊装位姿智能引导模块，通过起重机终端显示设备对起重机规划结果进行可视化，同步引导主、副起重机驾驶员进行合理的吊装操作，使起重机处于规划位姿点，同时使的钢筋笼处于安全的位姿点，保证吊装过程的安全。

如图3所示，为本发明实施例提供的一种基于RRT*的吊装位姿引导点规划工作方法流程示意图。

本发明实施例中各流程具体实施步骤如下：

步骤S1：采集构建吊装系统模型以及钢筋笼吊装路径搜索空间所需的各项吊装数据，添加标签上传备用。

优选地，本实施例中现场采集移动式起重机、钢筋笼基本尺寸、吊点位置、加强筋数量、钢筋笼腹筋形式等数据，用以构建吊装系统模型以及钢筋笼吊装路径搜索空间。将现场数据整理上传至现场数据库中备用，建立对应标签，留存吊装作业标签与对应吊装数据，以便后续同类型工程借鉴学习。

步骤S2：进行大型地下连续墙钢筋笼吊装动作智能规划，探索得到钢筋笼位姿点对应吊装动作及移动式起重机位姿点、对应吊装动作，具体步骤如下：

S21、基于步骤S1采集的现场数据构建双机吊装系统模型、吊装空间坐标系、钢筋笼位姿空间、钢筋笼位姿空间搜索范围：

对吊升路径的智能规划，首先需要建立钢筋笼吊升的搜索空间，具体的，采用位形空间，即C空间来描述钢筋笼吊升过程中的位姿，C空间中每个坐标轴代表钢筋笼的自由度，C空间中每个位姿点对应钢筋笼在真实世界中的位姿状态。在本实施例中，如图6所示构建吊装空间坐标系OXYZ，其中，钢筋笼位姿点及搜索空间范围在C空间表示为：

其中，(x_o，y_o，z_o)为钢筋笼中心点的坐标；θ_o为钢筋笼中心轴线与水平面的夹角；δ₀为钢筋笼绕中心轴线旋转角度，

为钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；Bound为C空间内位姿点的搜索范围，即钢筋笼吊装的搜索空间；*_max、*_min分别表示*搜索范围的最大值和最小值，*为通配符，表示x_o、y_o、z_o、θ_o、δ₀、

中的任一个；

优选地，本实施例中不考虑钢筋笼在吊装过程中绕轴线的旋转，因此不对δ₀的搜索范围加以约束，则钢筋笼位姿空间搜索范围可以表示为：

其中，钢筋笼中心点x_o取值范围为(x_min，x_max)，y_o取值范围为(y_min，y_max)，z_o取值范围为(z_min，z_max)，θ_o，

取值范围均为(0，π/2)。

S22、建立钢筋笼吊升动作集U₁，移动式起重机动作集U₂，通常完整的动作集可以表示为：

U₁＝{起升、回转、翻转}

U₂＝{升钩、降钩、回转、向上变幅、向下变幅、向前行走、向后行走、左转向、右转向}

优选地，在本实施例中不考虑移动式起重机的移动，则根据实际场景建立钢筋笼及移动式起重机的实际起升动作集U₁、U₂可以表示为：

U₁＝{起升、回转}

U₂＝{升钩、降钩、回转、向上变幅、向下变幅}

其中，U₁为钢筋笼吊装动作集，包括起升、回转；U₂为移动式起重机吊装动作集，包括升钩、降钩、向上变幅、向下变幅。

S23、对于任意钢筋笼的任意位姿点，建立钢筋笼受力变形计算模型，实现对不同吊升位姿下的钢筋笼吊点进行快速受力变形分析，钢筋笼快速受力变形方程可以简记为：

F_n＝f(G，C，K)

其中，F_n为吊点受力，G为钢筋笼自重，C为钢筋笼位姿点在C空间中的坐标，K为已知参数常数，ε_n为钢筋笼吊点处水平变形。

优选地，在本实施例中将钢筋笼吊点受力计算通过受力平衡、力矩平衡方程表示为：

F₁+F₂＝G

F₁×sinθ×L₁+F₂×sinθ×L₂＝G′×L

其中，F₁为主起重机钢丝绳受力，F₂为副起重机钢丝绳受力，G为钢筋笼自重，θ为钢筋笼中心轴线与水平面的夹角，L₁为主起重机吊点距钢筋笼笼顶的距离，L₂为副起重机吊点距钢筋笼笼顶的距离，L为钢筋笼重心距钢筋笼笼顶的距离；

变形计算公式可以表示为：

其中，Δ_KP为钢筋笼水平方向上的位移；

为虚拟状态中钢筋笼所受的轴力；F_NP为实际状态中钢筋笼所受的轴力；

为虚拟状态中钢筋笼主筋所受的弯矩；M_P为实际状态中钢筋笼主筋所受的弯矩；l为钢筋笼杆件长度；E为钢筋笼钢筋的弹性模量；A为钢筋笼杆件截面面积；I为钢筋笼杆件截面惯性矩；ds为钢筋笼水平方向位移的微分。

S24、如图4、图5所示，基于RRT*随机采样算法在钢筋笼位姿空间内进行位姿点的搜索，以钢筋笼吊装起始位姿、终止位姿初始化随机树，随机树由初始位姿点出发以概率p探索新的随机位姿点，选择距离度量值最近的已有位姿点作为随机点的生长节点，计算随机位姿点点处产生的钢筋笼吊点的水平变形Δ_KP，进行Δ_KP与规范要求变形值ε_n的比较，检测钢筋笼此时位姿状态是否变形超过规范要求，若未超过，则该处位姿点加入位姿树集合中，将累计变形值作为位姿点探索代价函数，在探索过程中以代价函数进行重优化，使得累计变形值尽可能的小，若产生的位姿树不符合要求，需重新探索，直至随机生长位姿点距离终止位姿点距离度量值δ小于预设变形值ε_n且代价函数均符合规范要求时，输出位姿点集合，根据位姿点从钢筋笼动作集U₁中选取动作，生成钢筋笼吊装动作序列。

本实施例中位姿点距离度量值δ为：

S25，如图7所示，建立包括主移动式起重机、副移动式起重机、钢筋笼在内的单封闭链系统。围绕移动式起重机、钢筋笼构建单封闭链系统，建立逆向运动方程，以钢筋笼位姿及移动式起重机下车位姿为主动变量，以移动式起重机位姿点为被动变量，根据逆向运动方程由已知主动变量求解被动变量，具体如下：

其中，C′_1i为主起重机位姿点，φ_1i、h_1i分别为主起重机臂架仰角、吊绳长度，C′_2i为副起重机，φ_2i、h_2i分别为副起重机的臂架仰角、吊绳长度。

优选地，本实施例中，将被吊物，即钢筋笼位姿点

以及主、副起重机下车位姿(x′_j，y′_j，z′_j)，j＝1，2作为主动变量，与钢筋笼位姿点

一一对应的主起重机上车位姿(x_i，1，y_i，1，z_i，1，θ_i，1，H_i，1)及副起重机上车位姿(x_i，2，y_i，2，z_i，2，θ_i，2，H_i，2)为被动变量，建立单封闭链系统及封闭链方程，将由RRT*随机规划得到的钢筋笼位姿点及已知的起重机下车位姿带入方程中求解被动变量，根据所求的起重机位姿点集合，在起重机动作集U₂中选取吊装动作，生成起重机吊装动作序列。

本实施例建立的单封闭链系统及封闭链方程为：

z_i，j＝z_i+l_j1×sinθ_i

θ_i，j＝acos(L_jz/(x_i，j-x′₁))

H_i，j＝L_jz×sinθ_i，j-|z_i，j-z′₁-h_jz|

其中，(x_i，j，y_i，j，z_i，j)为起重机j吊点的第i个位姿对应的空间坐标，(x_i，y_i，z_i)是钢筋笼位姿点C_i的坐标，θ_i，j为起重机j的幅度角，H_i，j为起重机j起升绳的高度，l_j为起重机j吊点到钢筋笼笼顶距离，L_jz为主起重机起重臂长度，h_jz为主起重机上车回转机构高度，(x′_j，y′_j，z′_j)为起重机j下车位姿点，j＝1表示主起重机，j＝2表示副起重机，得到主、副起重机吊装位姿点集合，根据位姿点从起重机动作集U₂中选取动作生成吊装动作序列，记为：

其中，C′_1，step为主起重机基于逆向运动方程求解得到的位姿点集合，U₂(i)为主起重机由C′_1i位姿点到达C′_1(i+1)位姿点选择的起重机动作，U′_1，step为输出的起重机安全吊升动作序列。

S3，基于规划得到的主、副起重机位姿点集合以及吊装动作序列，在吊装过程中，同步向起重机驾驶员提供吊装引导，具体的，在吊装过程中，输出规划吊装动作，引导驾驶员完成吊装动作，操作起重机到达规划的位姿点，保证钢筋笼处于规划的位姿点集合内。引导起重机驾驶员安全吊装，保证钢筋笼在吊装过程中不发生过大的变形，避免钢筋笼位姿点不合理导致钢筋笼变形散架吊装事故的发生。

本实施例基于双机协同吊装地下连续墙钢筋笼的吊装过程，规划得到安全吊装位姿点集合以及吊装动作序列，向起重机驾驶员提供吊装位姿点智能引导。通过采集吊装方案中的起重机、钢筋笼数据，建立双机吊装模型以及吊装位姿空间，通过智能规划算法在变形约束条件下搜索钢筋笼吊装位姿点集合，生成钢筋笼位姿点集合、吊装动作序列。进一步建立钢筋笼与起重机的单封闭链系统，以钢筋笼位姿点和起重机下车位姿为主动变量，逆向求解起重机上车位姿点集合、吊装动作序列。基于规划得到的安全吊装位姿点集合以及吊装动作，向起重机驾驶员提供智能引导，保证起重机吊装的安全，保证钢筋笼在吊装过程中符合变形规范。此外，本发明的方案也适用于单机吊装，对于单机吊装任务则取j＝1即可。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1：采集构建吊装系统模型以及钢筋笼吊装路径搜索空间所需的各项吊装数据；

步骤S2：吊装位姿点智能规划

基于步骤S1采集的各项吊装数据构建吊装系统模型，包括建立钢筋笼吊装位姿的搜索空间、建立钢筋笼吊装动作集以及建立钢筋笼受力变形方程；在吊装位姿的搜索空间内规划钢筋笼吊装的位姿点，并计算吊装位姿点对应的钢筋笼变形累计值，检测该变形累计值是否满足预设范围，保留满足预设范围要求的钢筋笼吊装位姿点作为安全吊装位姿点，并从钢筋笼吊装动作集为每一安全吊装位姿点选择动作，形成与安全吊装位姿点相对应的钢筋笼安全吊装动作集，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导。

2.如权利要求1所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，还包括如下步骤：

步骤S3：根据钢筋笼安全吊装动作集中的动作逆向求解起重机位姿点以及位姿点对应的吊装动作，实现钢筋笼的安全吊装。

3.如权利要求2所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，步骤S3中，作为吊装预演，将规划出的起重机吊装动作上传，进行吊装动作规划结果的可视化显示。

4.如权利要求1～3任一项所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，步骤S1中吊装数据的采集包括现场采集吊装所需起重机数据、吊装所需钢筋笼数据；将现场采集的上述数据上传至现场数据库中备用，并建立对应的吊装作业标签；留存吊装作业标签与对应吊装所需数据，以便后续同类型工程借鉴学习。

5.如权利要求1～3任一项所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，步骤S2进一步包括：

S21、建立钢筋笼吊装的搜索空间，包括：

采用位形空间，即C空间来描述钢筋笼吊装过程中的位姿；C空间中每个坐标轴代表钢筋笼的自由度，C空间中每个位姿点对应钢筋笼在真实世界中的位姿状态，其中，钢筋笼位姿点及搜索空间范围在C空间表示为：

其中，(x_o，y_o，z_o)为钢筋笼中心点的坐标；θ_o为钢筋笼中心轴线与水平面的夹角；δ₀为钢筋笼绕中心轴线旋转角度，

为钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；Bound为C空间内位姿点的搜索范围，即钢筋笼吊装的搜索空间；*_max、*_min分别表示*搜索范围的最大值和最小值，*为通配符，表示x_o、y_o、z_o、θ_o、δ₀、

中的任一个；

然后，以钢筋笼吊装位姿点的C空间坐标作为规划对象，进行位姿点生长规划，直至钢筋笼位姿点到达目标位姿节点；

S22、建立钢筋笼吊装动作集U₁，起重机动作集U₂；

S23、建立钢筋笼受力变形方程，实现对不同吊装位姿下的钢筋笼吊点进行快速受力变形分析，具体的，钢筋笼快速受力变形方程表示为：

F_n＝f(G，C，K)

其中，F_n为吊点受力，G为钢筋笼自重，C为钢筋笼位姿点在C空间中的坐标，K为已知参数常数，ε_n为钢筋笼吊点处水平变形；f(*)表示F_n与G，C，K的映射关系，

表示ε_n与F_n的映射关系；

S24、给定钢筋笼初始位姿点C₁、终止位姿点C_n，在Bound空间内采用基于快速扩展随机树的路径规划算法对钢筋笼吊装位姿点进行搜索，规划得到钢筋笼由初始状态变换到终止状态的一系列位姿点，同时在搜索位姿点的过程中，将每一个位姿点代入受力变形模型中，得到钢筋笼吊点处的水平变形，当水平变形累计值超出预设范围时，则舍弃位姿点，重新探索新的位姿点，直至得到符合水平变形要求的安全吊装位姿点集合，同时在钢筋笼吊装动作集U₁中选择对应的动作，记为：

其中，C_step为规划得到的安全吊装位姿点集合，U₁(i)为由C_i位姿点到达C_i+1位姿点选择的钢筋笼动作，i＝1，2，...，n-1，U_1，step为输出的钢筋笼安全吊装动作序列。

6.如权利要求5所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法，其特征在于，还包括如下步骤：

步骤S3：围绕起重机、钢筋笼构建单封闭链系统，建立逆向运动方程，以钢筋笼位姿及起重机下车位姿为主动变量，以起重机位姿点为被动变量，根据逆向运动方程由已知主动变量求解被动变量，具体如下：

其中，C′_1i为主起重机位姿点，(x_1i，y_1i，z_1i)为主起重机吊点的空间坐标，φ_1i为主起重机臂架仰角，h_1i为主起重机吊绳长度，(x_i，y_i，z_i)是钢筋笼位姿点C_i的坐标，θ_i，δ_i，

分别为钢筋笼位姿点C_i处对应的钢筋笼中心轴线与水平面的夹角、钢筋笼绕中心轴线旋转角度以及钢筋笼中心轴线水平投影与x轴夹角；C′_2i为副起重机位姿点，φ_2i为副起重机的臂架仰角，h_2i为副起重机吊绳长度，(x_2i，y_2i，z_2i)为副起重机吊点的空间坐标；

基于钢筋笼位姿点集合，逆向解出主、副起重机位姿点集合，在起重机吊装动作集U₂中选择动作，使得主、副起重机应用动作序列后，主、副起重机的位姿也符合钢筋笼位姿点集合的要求，记为：

其中，C′_j，step为起重机基于逆向运动方程求解得到的位姿点集合，U₂(i)_j为主起重机由C′_ji位姿点到达C′_j(i+1)位姿点选择的起重机动作，U′_j，step为输出的起重机安全吊装动作序列；j＝1、2，j＝1表示主起重机，j＝2表示副起重机。

7.一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，其特征在于，包括处理器以及计算机程序模块，所述计算机程序模块在被所述处理器调用时，实现权利要求1～6任一项所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法。

8.一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，其特征在于，包括：吊装方案数据采集模块、吊装位姿智能规划模块以及吊装位姿智能引导模块；

所述吊装方案数据采集模块用于执行权利要求1～6任一项所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法的步骤S1，并将采集的数据上传至主机，用以提供吊装位姿智能规划模块进行分析；

所述吊装位姿智能规划模块用于执行权利要求1～6任一项所述的地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导方法的步骤S2，从而得到安全的起重机吊装位姿点及吊装动作，用于对钢筋笼吊装位姿进行智能引导。

9.如权利要求8所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，其特征在于，还包括吊装位姿智能引导模块，用于根据所述吊装位姿智能规划模块获得的起重机吊装位姿点及吊装动作，向起重机驾驶员直观展示起重机应进行的吊装动作以及起重机应该到达的位姿点，完成对起重机驾驶员的操作引导。

10.如权利要求8所述的一种地下连续墙钢筋笼吊装位姿智能引导系统，其特征在于，所述吊装方案数据采集模块提取的数据包括吊装方案中起重机、钢筋笼基本尺寸，吊点位置、加强筋数量以及钢筋笼腹筋形式。

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