采用单目视觉的吊具空间定位装置及方法制造方法及图纸
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器视觉检测技术，特别涉及采用单目视觉的双起升双吊具桥吊的吊具空间定位装置及方法。
技术介绍
双起升桥式吊车的双吊具可以同时装卸两个不同的集装箱，大大提高了集装箱码头的运输效率。双起升桥式吊车在装卸过程中，需要两个吊具同步协调无摇晃运行才能保证准确的对位以最大效率完成集装箱的装卸工作。但在双吊具驱动电机运行过程中，外部负载重量的变化，以及外部其他干扰，桥吊系统内部参数的变化，装卸过程中双吊具会产生摇晃或者运行不同步的现象。这样会对装卸效率带来不利影响，也会带来不安全因素。因此，精确测量吊具的空间位置并对桥吊进行同步和防摇控制非常重要。在双起升双吊具桥吊的自动控制中，需要检测双吊具的空间位置信息，使之参与反馈控制。现有的桥吊吊具空间位置检测装置是针对单吊具桥吊设计的，比如接触式的检测装置和非接触式的检测装置。其中接触式的测量装置，比如编码器等，存在电气噪音，多传感器配置，易磨损，使测量装置复杂化等问题。现有的非接触式检测装置也需要多传感器配合，比如双目摄像机配合激光测距仪，这种测量方式造价昂贵，且多传感器信号不同步等问题，影响着其应用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种双起升双吊具桥吊的吊具空间定位装置及测量方法，采用单目视觉的原理，通过设置于双吊具上方的标识小球与小车下方的单目摄像机，将采集得到的图像经过处理后计算得到双吊具的空间位置，解决了双起升双吊具桥吊吊具的...
【技术保护点】
一种采用单目视觉的吊具空间定位装置，其特征在于，包含：与桥吊中每一个吊具相应设置的以下部件：桥吊的小车机构处开设的定位孔；起升电极的转轴连接吊绳一端，使吊绳的另一端穿过定位孔后，与吊具及吊具上方的球形标识物连接；单目摄像机，设置于小车机构处，用于拍摄吊具运动时所述球形标识物随之以定位孔为固定点从第一位置摆动到第二位置时的图像；第一位置时球形标识物的球心位于单目摄像机的光心正下方；第二位置时球形标识物的球心与光心的连线与竖直方向构成有夹角；信号处理装置，根据对拍摄到的图像进行处理得到的参数，计算得到该球形标识物在世界坐标系下的球心空间坐标：(xw,yw,zw)=(fh*x-x0,fh*y-y0,h+z0)]]>其中，图像处理得到的参数包含：单目摄像机的焦距f；光心到第一位置时球形标识物球心的高度h；球形标识物在与光心距离为f处的像平面上对应圆形的圆心在图像坐标系下的坐标x,y；摄像机坐标系Ocxcyczc与世界坐标系Owxwywzw的原点，分别在xw,yw,zw方向的距离x0,y0,z0。
【技术特征摘要】
1.一种采用单目视觉的吊具空间定位装置，其特征在于，包含：
与桥吊中每一个吊具相应设置的以下部件：桥吊的小车机构处开设的定
位孔；起升电极的转轴连接吊绳一端，使吊绳的另一端穿过定位孔后，与吊
具及吊具上方的球形标识物连接；
单目摄像机，设置于小车机构处，用于拍摄吊具运动时所述球形标识物
随之以定位孔为固定点从第一位置摆动到第二位置时的图像；第一位置时球
形标识物的球心位于单目摄像机的光心正下方；第二位置时球形标识物的球
心与光心的连线与竖直方向构成有夹角；
信号处理装置，根据对拍摄到的图像进行处理得到的参数，计算得到该
球形标识物在世界坐标系下的球心空间坐标：
(xw,yw,zw)=(fh*x-x0,fh*y-y0,h+z0)]]>其中，图像处理得到的参数包含：
单目摄像机的焦距f；
光心到第一位置时球形标识物球心的高度h；
球形标识物在与光心距离为f处的像平面上对应圆形的圆心在图像
坐标系下的坐标x,y；
摄像机坐标系Ocxcyczc与世界坐标系Owxwywzw的原点，分别在
xw,yw,zw方向的距离x0,y0,z0。
2.如权利要求1所述采用单目视觉的吊具空间定位装置，其特征在于，
信号处理装置是包含以下模块的图像处理计算机：
前置滤波模块，对拍摄到的图像进行滤波处理；
双圆检测模块，对图像中第一位置和第二位置的球形标识物进行识别得
到相应的参数；
空间定位模块，根据得到的参数计算得到球形标识物在世界坐标系下的
球心空间坐标。
3.如权利要求1或2所述采用单目视觉的吊具空间定位装置，其特征在于，
所述桥吊是双起升双吊具桥吊，在小车机构处设置有与两个吊具分别对
应的定位孔、起升电极、吊绳及球形标识物；
所述小车机构上共用的单目摄像机，对两个吊具各自对应球形标识物以
各自定位孔为固定点在两个位置摆动的图像进行拍摄；
所述小车机构上共用的信号处理装置，对两个吊具各自对应球形标识...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗余洋，徐为民，刘玉强，张梦杰，郑翔，
申请(专利权)人：上海海事大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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