基于單線全向激光雷達(dá)的碎石樁機(jī)周界闖入預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)及驗(yàn)證

舒方法，陳韜，陳曦

（1.中交第三航務(wù)工程局有限公司，上海 200032；2.中交上海三航科學(xué)研究院有限公司，上海 200032）

0 引言

目前國(guó)外大型機(jī)械設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控研究，主要是遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，統(tǒng)計(jì)故障類(lèi)型，分析故障原因，改進(jìn)生產(chǎn)工藝。近年來(lái)，由于國(guó)家對(duì)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)施工安全的重視，國(guó)內(nèi)一些公司有針對(duì)性地設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一些大型機(jī)械的安全監(jiān)控系統(tǒng)，主要集中起重機(jī)等吊裝作業(yè)設(shè)備，但這些系統(tǒng)的功能大多局限在設(shè)備過(guò)載情況下的制動(dòng)功能。作為地基處理的重要施工機(jī)械，碎石樁機(jī)是一種常用于建筑工地上的重型機(jī)械，它在施工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)區(qū)域通常是以公共交叉作業(yè)區(qū)域的形式出現(xiàn)的，因此，在作業(yè)過(guò)程中，其機(jī)械作業(yè)半徑及周邊會(huì)存在大量的不可預(yù)知的危險(xiǎn)隱患因素。

目前對(duì)碎石樁機(jī)數(shù)字化監(jiān)測(cè)研究主要在其生產(chǎn)工作狀態(tài)和質(zhì)量控制參數(shù)的監(jiān)測(cè)[1]，對(duì)于碎石樁施工過(guò)程中的作業(yè)安全研究較少[2]；目前市面上預(yù)警的措施主要有：通過(guò)攝像機(jī)流媒體分析進(jìn)行周界預(yù)警[3]、通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)無(wú)線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建警戒預(yù)警網(wǎng)絡(luò)[4]或者通過(guò)振動(dòng)的方式進(jìn)行預(yù)警[5]等，這些方法各有利弊和適用局限性。

針對(duì)碎石樁機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的特殊環(huán)境和施工單位對(duì)經(jīng)濟(jì)性的要求，本文提出了一種基于單線全向激光雷達(dá)的預(yù)警方法，在碎石樁機(jī)作業(yè)期間，可以對(duì)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域的人員或者物體進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別、預(yù)警，必要時(shí)采取相應(yīng)的預(yù)警措施，防止安全事故發(fā)生，確保施工安全[6]。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

在本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)單線雷達(dá)來(lái)實(shí)現(xiàn)復(fù)雜現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的全向掃描，點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波處理、配準(zhǔn)融合處理，預(yù)警系統(tǒng)的可靠性都是本系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問(wèn)題。本系統(tǒng)利用單線全向激光雷達(dá)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，并通過(guò)特定的濾波算法處理噪點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)點(diǎn)云配準(zhǔn)算法構(gòu)建高精度、高適應(yīng)性的環(huán)境模型，通過(guò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)分級(jí)預(yù)警，并能夠向服務(wù)器端推送預(yù)警數(shù)據(jù)，支持多機(jī)數(shù)據(jù)匯總、分析和管理。

系統(tǒng)總體的設(shè)計(jì)思路如圖1 所示，系統(tǒng)架構(gòu)最底層為終端激光雷達(dá)，通過(guò)對(duì)單線激光雷達(dá)裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)全方位的掃描功能，激光雷達(dá)將掃描的點(diǎn)云數(shù)據(jù)通過(guò)zigbee 協(xié)議傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，主要包括：獲取激光雷達(dá)數(shù)據(jù)、系統(tǒng)濾波、環(huán)境建模、提取物體位置信息及計(jì)算安全距離、觸發(fā)自動(dòng)預(yù)警等流程，上位機(jī)將指令發(fā)送至下位機(jī)，下位機(jī)控制現(xiàn)場(chǎng)報(bào)警器報(bào)警和機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)；上位機(jī)可以通過(guò)4G/5G 無(wú)線傳輸報(bào)警數(shù)據(jù)至后臺(tái)服務(wù)器端，然后通過(guò)系統(tǒng)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析和管理。

圖1 雷達(dá)預(yù)警系統(tǒng)架構(gòu)圖Fig.1 Radar early warning system architecture diagram

1.2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)

1.2.1 雷達(dá)裝置

單線全向激光雷達(dá)是一種利用單一線激光束實(shí)現(xiàn)全向掃描的激光雷達(dá)，它類(lèi)似于普通的2D激光反射式雷達(dá)，設(shè)備采用機(jī)械旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)原理，以高速旋轉(zhuǎn)來(lái)實(shí)現(xiàn)全向掃描。通過(guò)在高速電機(jī)驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)同軸點(diǎn)位上，安裝單向激光雷達(dá)傳感器，激光線束繞水平方向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)周?chē)h(huán)境的全向掃描[7]。

單線全向激光雷達(dá)裝置的結(jié)構(gòu)安裝如圖2 所示。系統(tǒng)工作時(shí)，激光雷達(dá)傳感器通過(guò)單一線激光束進(jìn)行掃描，并測(cè)量它所碰到的每個(gè)物體的距離和方向。由于旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)，傳感器可以在全向作業(yè)面上往復(fù)完成周期性測(cè)量作業(yè)[8]。這些具有連續(xù)性、同類(lèi)性的測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果經(jīng)過(guò)去噪[9]和濾波[10]處理后，可以被上位機(jī)系統(tǒng)用于建立碎石樁機(jī)周界環(huán)境模型，實(shí)現(xiàn)障礙物檢測(cè)和避障控制等應(yīng)用。

圖2 單線全向激光雷達(dá)裝置的結(jié)構(gòu)安裝示意圖Fig.2 Structural installation diagram of single line omnidirectional lidar device

1.2.2 設(shè)備安裝設(shè)計(jì)

為了確保激光雷達(dá)在檢測(cè)地面附近的人員或物體時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)的完整性和準(zhǔn)確性，安裝位置選擇在隱蔽處，安裝位置如圖3 所示。該位置于駕駛艙底部頂升油缸旁側(cè)的鏤空區(qū)域，設(shè)備倒置安裝在駕駛艙底部底盤(pán)上，激光雷達(dá)在水平面上進(jìn)行掃描時(shí)，能覆蓋除4 根支腿及液壓錘外絕大部分扇形區(qū)域，還可以正常接收雷達(dá)的大部分激光反射，從而提高系統(tǒng)對(duì)入侵物體的檢測(cè)能力。同時(shí)在安裝過(guò)程中，為了規(guī)避因振動(dòng)或意外碰撞導(dǎo)致雷達(dá)損壞的風(fēng)險(xiǎn)，采取了防震、防撞措施，使激光雷達(dá)設(shè)備在運(yùn)行中能夠保持穩(wěn)定且安全。

圖3 激光雷達(dá)及組件安裝位置圖Fig.3 Location diagram of lidar and component installation

1.2.3 掃描獲取數(shù)據(jù)

利用雷達(dá)周期旋轉(zhuǎn)特性與激光反射時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)全向輪廓掃描與計(jì)算。系統(tǒng)研究將平面一周360°等分為16 組區(qū)域，每扇區(qū)域?yàn)?2.5°，每扇區(qū)域包含150 個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)，每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)包含一組長(zhǎng)度數(shù)據(jù)和角度數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)利用UDP 協(xié)議傳輸，每組UDP 數(shù)據(jù)包含1 050 字節(jié)，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)見(jiàn)表1。

表1 激光掃描數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)Table 1 Laser scanning data structure

由于系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求較高，考慮到數(shù)據(jù)傳輸、處理的時(shí)間延遲，確保系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中及時(shí)準(zhǔn)確，系統(tǒng)選取低功耗、低延遲的ZigBee/802.15.4通信協(xié)議將點(diǎn)云數(shù)據(jù)發(fā)送至上位機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

1.2.4 濾波系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了確保激光雷達(dá)的精度滿足周界闖入預(yù)警系統(tǒng)的要求，多次測(cè)量的數(shù)據(jù)通過(guò)統(tǒng)計(jì)學(xué)置信度計(jì)算，測(cè)量精度符合ISO/R（1938—1971）《公差和配合的IS0 系統(tǒng)·第2 部分：平面工件的檢驗(yàn)》的相關(guān)規(guī)定，其統(tǒng)計(jì)置信度為95.4%（標(biāo)準(zhǔn)偏差σ 的±2倍），見(jiàn)圖4。此外，測(cè)量精度與測(cè)量條件有關(guān)，經(jīng)過(guò)測(cè)試激光雷達(dá)的平均反射差可達(dá)±1.5 mm。在不利條件下（例如陽(yáng)光直射）或在測(cè)量反射不良或非常粗糙的表面時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)最大偏差；對(duì)于30 m 以上的距離，測(cè)量精度可能會(huì)降低約±0.02 mm/m；因設(shè)備無(wú)法補(bǔ)償大氣環(huán)境的變化，如果在與20 ℃、相對(duì)濕度60%和大氣壓95.3 kPa 下測(cè)量遠(yuǎn)距離（＞150 m），這些變化也會(huì)影響精度。

圖4 激光雷達(dá)反射置信度區(qū)間Fig.4 Lidar reflection confidence interval

為了補(bǔ)償數(shù)據(jù)中可能出現(xiàn)的異常激光飛點(diǎn)或因不利條件產(chǎn)生的偏差過(guò)大的點(diǎn)，在軟件數(shù)據(jù)處理機(jī)制中加入了針對(duì)原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)的濾波算法，采用移動(dòng)平均濾波器，濾波次數(shù)每周期10 次。在每個(gè)新的濾波周期中若存在新的測(cè)量值，則此值將被添加到篩選器值中，而最后一個(gè)值將被刪除，所有測(cè)量值除以濾波器位數(shù)的尺寸大小，結(jié)果作為濾波結(jié)果輸出，見(jiàn)圖5。

圖5 濾波器數(shù)據(jù)尺寸圖Fig.5 Filter data size diagram

通過(guò)周界預(yù)警軟件內(nèi)部的尖峰抑制消除算法，統(tǒng)計(jì)濾波器值內(nèi)的最小值和最大值，始終從平均值計(jì)算中刪除最小值和最大值，見(jiàn)圖6。

圖6 尖峰抑制消除算法圖Fig.6 Spike suppression elimination algorithm diagram

同時(shí)上述系統(tǒng)可抑制篩選值內(nèi)的最大錯(cuò)誤數(shù)，如果篩選值中的錯(cuò)誤數(shù)小于指定值，則在輸出中不再顯示錯(cuò)誤。

1.2.5 環(huán)境建模

環(huán)境建模是系統(tǒng)最重要的環(huán)節(jié)，首先使用點(diǎn)云配準(zhǔn)算法將多個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，并將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成環(huán)境模型，生成一個(gè)包含環(huán)境中物體位置信息的2D 平面圖。通過(guò)使用點(diǎn)云配準(zhǔn)算法ICP（Iterative Closest Point）來(lái)實(shí)現(xiàn)，該算法可以計(jì)算兩組點(diǎn)云之間的最優(yōu)變換矩陣，從而實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的融合和對(duì)齊。

ICP 核心算法：確定最小化目標(biāo)函數(shù)，即所有對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的歐式距離的平方和f（R，t）。

式中：Ps為源點(diǎn)云集合；Pt為目標(biāo)點(diǎn)云集合；NP為對(duì)應(yīng)點(diǎn)總數(shù)量；i為當(dāng)前點(diǎn)的序號(hào)，i=1，2，3，…，NP；R為旋轉(zhuǎn)矩陣；t為平移矩陣。

1） 尋找對(duì)應(yīng)點(diǎn)

通過(guò)確定源點(diǎn)云和初始目標(biāo)點(diǎn)云可以構(gòu)建初始點(diǎn)集合，計(jì)算初始旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量t，用初始的旋轉(zhuǎn)矩陣和平移向量對(duì)原始點(diǎn)云進(jìn)行變換，得到一個(gè)變換后的點(diǎn)云。然后將這個(gè)變換后的點(diǎn)云與目標(biāo)點(diǎn)云進(jìn)行比較，只要2 個(gè)點(diǎn)云中存在距離小于一定閾值，就認(rèn)為這2 個(gè)點(diǎn)是對(duì)應(yīng)點(diǎn)，稱(chēng)為最鄰近點(diǎn)對(duì)。

2） 求解R和t

用對(duì)應(yīng)點(diǎn)對(duì)旋轉(zhuǎn)矩陣R與平移矩陣t進(jìn)行估計(jì)，這里R和t中有6 個(gè)自由度，而對(duì)應(yīng)點(diǎn)因存在多余觀測(cè)值使得數(shù)量很大，因此，可采用最小二乘等方法求解最優(yōu)的旋轉(zhuǎn)矩陣R和平移矩陣t。

3） 迭代優(yōu)化

基于優(yōu)化后的R與t再次進(jìn)行點(diǎn)云轉(zhuǎn)換，容易發(fā)現(xiàn)部分點(diǎn)云在轉(zhuǎn)換后的位置發(fā)生變化，一些最鄰近點(diǎn)對(duì)也相應(yīng)的發(fā)生了變化，需要重復(fù)步驟2） 和3） 不斷進(jìn)行迭代，直到滿足以下任一條件時(shí)停止迭代，生成2D 平面圖：

①R、t的變化量小于一定值；

②目標(biāo)函數(shù)的變化小于一定值；

③鄰近點(diǎn)對(duì)不再變化。

1.2.6 提取物體位置信息及計(jì)算安全距離

將提取出物體位置信息后，采用歐氏距離公式計(jì)算物體中心位置至設(shè)定區(qū)域邊界的距離，與設(shè)定碎石樁機(jī)施工安全半徑進(jìn)行對(duì)比，以確定是否有物體進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。

歐式二維空間公式：

式中：ρ 為點(diǎn)（x2，y2）與點(diǎn)（x1，y1）之間的歐氏距離；|X|為點(diǎn)（x2，y2）到原點(diǎn)的歐氏距離。

1.2.7 自動(dòng)預(yù)警設(shè)計(jì)

在碎石樁機(jī)周邊環(huán)境無(wú)任何干擾的前提下，用激光雷達(dá)進(jìn)行一次全向掃描，進(jìn)行點(diǎn)云環(huán)境建模，生成固定的點(diǎn)云數(shù)據(jù)模板，并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，形成激光雷達(dá)掃描周界，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況可以人工設(shè)置周界禁入?yún)^(qū)域。正常使用時(shí)，系統(tǒng)生成的數(shù)據(jù)與固定的數(shù)據(jù)模板進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)比對(duì)結(jié)果進(jìn)行自動(dòng)分級(jí)預(yù)警，按危險(xiǎn)等級(jí)分一級(jí)預(yù)警和二級(jí)預(yù)警，其中，一級(jí)預(yù)警是指只要有人或物體進(jìn)入設(shè)定的區(qū)域即觸發(fā)；二級(jí)預(yù)警是指人或物體不僅進(jìn)入設(shè)定的區(qū)域，且距離已低于設(shè)定的安全距離閾值。當(dāng)觸發(fā)一級(jí)預(yù)警時(shí)，系統(tǒng)將發(fā)出聲光報(bào)警提醒操作人員；當(dāng)發(fā)生二級(jí)報(bào)警時(shí)，系統(tǒng)不僅發(fā)出聲光報(bào)警提醒操作人員，同時(shí)還將發(fā)送指令啟動(dòng)碎石樁機(jī)的緊急鎖定機(jī)制，確保施工現(xiàn)場(chǎng)安全。

2 系統(tǒng)可靠性分析

作為安全預(yù)警系統(tǒng)，系統(tǒng)的可靠性十分重要，需要通過(guò)多種手段確保系統(tǒng)穩(wěn)定、準(zhǔn)確的運(yùn)行。

1） 精度驗(yàn)證與標(biāo)準(zhǔn)化

激光雷達(dá)作為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組件，其精度直接決定了系統(tǒng)的可靠性。為確保激光雷達(dá)的測(cè)量精度，采用了統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行了嚴(yán)格的驗(yàn)證。經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，確認(rèn)激光雷達(dá)的測(cè)量精度符合ISO 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，從而保證了輸出數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。

2） 點(diǎn)云配準(zhǔn)與環(huán)境捕捉

系統(tǒng)運(yùn)用先進(jìn)的ICP 算法進(jìn)行點(diǎn)云配準(zhǔn)，通過(guò)建立固定的數(shù)據(jù)模板，實(shí)現(xiàn)了對(duì)周邊環(huán)境狀態(tài)的精確捕捉，系統(tǒng)能夠迅速并準(zhǔn)確地構(gòu)建出周?chē)h(huán)境的點(diǎn)云模型，為后續(xù)的監(jiān)測(cè)和分析提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3） 周界禁入?yún)^(qū)域設(shè)置

針對(duì)不同施工現(xiàn)場(chǎng)的特定需求，系統(tǒng)允許人工設(shè)置周界禁入?yún)^(qū)域。這一功能大大增加了系統(tǒng)的適用性和靈活性，使得監(jiān)測(cè)更加精準(zhǔn)，有效防止了未經(jīng)授權(quán)的闖入和潛在的安全風(fēng)險(xiǎn)。

4） 專(zhuān)用工裝結(jié)構(gòu)與防震防撞措施

在保證激光雷達(dá)高效運(yùn)行的同時(shí)，專(zhuān)用工裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)充分考慮了設(shè)備的穩(wěn)定性和安全性。通過(guò)防震、防撞等多重保護(hù)措施，確保激光雷達(dá)在各種惡劣環(huán)境下都能保持穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

5） 持續(xù)性能監(jiān)測(cè)與維護(hù)

為確保系統(tǒng)長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，通過(guò)定期校準(zhǔn)激光雷達(dá)、軟硬件系統(tǒng)維護(hù)在內(nèi)的持續(xù)性能監(jiān)測(cè)機(jī)制。同時(shí)，定期分析環(huán)境變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響，及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)，確保在任何時(shí)候都能提供最優(yōu)的監(jiān)測(cè)效果。

通過(guò)上述綜合手段的應(yīng)用，整套激光雷達(dá)周界監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性得到了保障和顯著加強(qiáng)。

3 系統(tǒng)驗(yàn)證

通過(guò)在實(shí)際施工環(huán)境下安裝碎石樁機(jī)周界闖入預(yù)警系統(tǒng)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，以驗(yàn)證系統(tǒng)的可行性和有效性及濾波配準(zhǔn)功能的可靠性，選取了100 組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和驗(yàn)證。在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下將雷達(dá)設(shè)備放置在已知的特定環(huán)境中進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)研發(fā)系統(tǒng)軟件獲取100 組雷達(dá)UDP 數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)濾波算法對(duì)100 組連續(xù)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波輸出，數(shù)據(jù)表見(jiàn)圖7，通過(guò)濾波能有效地剔除飛點(diǎn)及無(wú)效數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)穩(wěn)定。

圖7 濾波數(shù)據(jù)前后對(duì)比折線圖Fig.7 Filtered data comparison chart

在實(shí)際的工程測(cè)試中，采用對(duì)碎石樁機(jī)危險(xiǎn)作業(yè)區(qū)域及半徑進(jìn)行了全方位的掃描，獲取了環(huán)境的深度信息和物體位置信息。本文選取了45°～135°范圍內(nèi)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳輸至上位機(jī)進(jìn)行處理、分析與預(yù)警，這一區(qū)域的選擇是基于對(duì)碎石樁機(jī)周邊情況的關(guān)注，以確保系統(tǒng)能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地檢測(cè)到可能的危險(xiǎn)情況，圖8 為碎石樁機(jī)附近區(qū)域固定的配準(zhǔn)模型。

圖8 碎石樁機(jī)點(diǎn)云預(yù)警區(qū)域配準(zhǔn)Fig.8 Gravel pile machine point cloud early warning area registration

當(dāng)檢測(cè)到碎石樁機(jī)周界發(fā)生闖入時(shí)，系統(tǒng)能快速、準(zhǔn)確輸出預(yù)警結(jié)果。

一級(jí)預(yù)警情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒操作人員及時(shí)采取必要的措施；二級(jí)報(bào)警情況時(shí)，碎石樁機(jī)會(huì)停止運(yùn)行，確保在發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，可以迅速采取安全措施，以保障設(shè)備和操作人員的安全。

圖9 為人員闖入時(shí)觸發(fā)預(yù)警。

圖9 碎石樁機(jī)危險(xiǎn)區(qū)域闖入預(yù)警Fig.9 Dangerous area intrusion warning of gravel pile machine

通過(guò)驗(yàn)證整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，試驗(yàn)結(jié)果達(dá)到預(yù)期，系統(tǒng)的性能滿足了設(shè)計(jì)要求，為碎石樁機(jī)在復(fù)雜環(huán)境中的安全運(yùn)行提供了可靠的保障。

4 結(jié)語(yǔ)

本文通過(guò)周界闖入預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)和研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大型機(jī)械設(shè)備周邊環(huán)境進(jìn)行全方位數(shù)據(jù)采集，對(duì)大型機(jī)械設(shè)備周界安全智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警進(jìn)行了研究和探索，為工程機(jī)械設(shè)備施工安全監(jiān)測(cè)提供了一套經(jīng)濟(jì)、可靠的解決方案。系統(tǒng)采用的單線全向激光雷達(dá)具有較高的性價(jià)比和經(jīng)濟(jì)性，可適用于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，具備較強(qiáng)的實(shí)用性；系統(tǒng)通過(guò)對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理、分析實(shí)現(xiàn)了周界安全智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警；系統(tǒng)不僅僅可應(yīng)用于碎石樁機(jī)，還可以擴(kuò)展到各類(lèi)大型施工現(xiàn)場(chǎng)。