手势可以控制起重机

装载机起重机在工业中扮演着重要的角色，但尽管看似简单的施工，却很难控制。先进的无线控制可能会让位于使用操作员的手势来控制起重机的运动。起重机在世界各地被用于建筑工地、船舶、运输仓库、港口以及任何需要吊起重型货物的地方。紧急服务和军事人员也使用它们(例如，用于解除地雷的武装)。

为了控制装载机起重机，公司雇用熟练的操作员，经过严格的培训，以提高他们的工作效率，并尽量减少事故的风险。影响装载机起重机控制的因素之一是载荷振荡的自然倾向。由于振荡，即使对经验丰富的操作人员来说，在不浮动的情况下快速、安全、准确地移动负载也是一个挑战。吊杆的过快运动可能导致载荷摇摆，从而毁坏起重机，损坏其机构或导致安装起重机的车辆翻车。装载机起重机操作员面临的下一个挑战是使用液压杠杆来提升货物，这些货物可能位于视线之外(墙后或更高)。在这种情况下，单个操作人员几乎不可能精确地将货物移动到指定地点。这样做需要离开控制界面去检查负载或向其他人寻求帮助，这反过来又降低了安全性和生产力。

起重机控制

近年来，尽管有新的技术、工程起重机、控制算法和阻尼载荷振荡的方法，但很少有人关注起重机控制接口及其对操作员效率的影响。大多数起重机的控制方法多年来没有改变。在大多数情况下，杠杆直接连接到液压系统、控制面板和操纵杆。这些接口接收操作员的命令，例如按下按钮，然后将信号发送到计算机，计算机使用合适的算法对信号进行处理。然后向发动机发送控制信号，例如旋转起重机基座。

最近的市场趋势是使用无线电遥控面板来控制装载起重机。在装载机起重机、蜘蛛式起重机和森林起重机中，远程控制面板越来越多地成为标准配置，而不是可选配置。遥控面板是为起重机操作设计的最先进的控制设备，配备了操纵杆、电子杠杆、按钮、开关、LED和LCD显示屏。这些元件允许更精确的控制，执行更精确的移动，并设置许多起重机参数，而无需操作员进入机舱或进入控制台。目前，制造商正在努力增加遥控器和起重机系统之间交换的数据量，这些数据将显示在LCD显示屏上。在最新的面板中，杠杆或操纵杆的功能显示在LCD显示屏上，并根据模式自动改变。

远程控制

用无线电遥控面板控制装载机起重机更有效、更安全。这种方法允许一名操作员将负载连接到挂钩上并将其移动到指定的位置。这是可能的，因为操作员可以通过无线控制面板自由移动，并可以随时向起重机发送命令。在装载货物时，操作人员可以接近货物，然后前往货物将被移动的地方。通过这种方式，操作人员始终可以清楚地了解负载和环境，最大限度地减少错误或事故的风险。“Fassi SmartApp”是一款Android操作系统，用户可以通过智能手机读取状态信息并控制装载机起重机。截至2012年春季，它仍处于测试阶段。

以前描述的通过装载起重机控制的方法非常直观，主要基于杠杆和操纵杆的使用。此外，它们要求操作员学习特定的动作并记住大量信息(识别led，开关，由操纵杆偏转引起的份额)，并且它们不反映负载的运动。

手势控制起重机

装载机起重机可以通过基于操作员手势和跟踪动作的界面进行控制。概念验证使用微软Kinect运动控制器来跟踪操作员。微软Kinect运动控制器接收身体上20个点的空间位置。获得的数据用于控制和手势识别算法。

系统在Matlab/Simulink环境下，使用“自然交互设备”软件包、Kinect SDK和开发者工具包，使用c++语言实现。设计了两种装载机起重机的控制方法。第一种是使用微软Kinect传感器来追踪操作者的手的位置。该算法采用逆运动学方法对获取的数据进行手定位处理。这使得操作员可以用手直接控制臂起重机的末端。这是一种自然而直观的控制方式，因为它模仿了移动物体的日常动作。

第二种控制方法使用手部跟踪和手势识别。手势表示起重机的各种功能，例如，弹出支柱，控制单个气缸，或将起重机返回到运输位置。未来的计划包括进一步的系统开发与新的手势，起重机操作员的位置，并增加语音命令。

如图所示，计算能力的增长，虚拟现实，3D环境，以及使用手势和人类感官来控制所有类型的设备(触觉反馈)，可以用来改变起重机的控制方式，或者为装载机起重机的远程控制创建虚拟环境。这些机器的制造商越来越认识到虚拟技术可以超越娱乐世界，在工业中发挥重要作用。

- Krzysztof Pietrusewicz和Karol Miądlicki来自西波美拉尼亚理工大学，也是波兰控制工程公司．编辑:马克T.霍斯克，内容经理，CFE媒体，控制工程、mhoske@cfemedia.com．

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