一种轨道运输设备的实时定位方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供一种轨道运输设备的实时定位方法，所述方法包括：在运输设备沿其轨道前后运行的过程中，通过设置在运输设备固定位置上的专用图像采集设备同步拍摄固定的二维码定位单元组，获取所述二维码定位单元组的实时图像；根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，即运输设备实时所处的定位信息。根据本发明专利技术的技术方案，在保证生产现场的轨道运输设备在同等的外部环境条件下，既能正常稳定的运行，又能在实现实时定位中最大程度的降低使用成本。

A real-time positioning method and device for rail transportation equipment

The embodiment of the invention provides a real-time positioning method for the track transportation equipment, the method includes: during the process of the transportation equipment running forward and backward along its track, the fixed two-dimensional code positioning unit tuple is synchronously photographed by the special image acquisition equipment set on the fixed position of the transportation equipment to obtain the real-time image of the two-dimensional code positioning unit group; the positioning unit is positioned according to the two-dimensional code The identification number and corner point data of each two-dimensional code on the tuple real-time image, the external parameter data of the special image acquisition equipment and the identification number of the two-dimensional code corresponding to the starting point of the whole journey of the transport equipment on its track are obtained to obtain the actual location information of the center point of the special image acquisition equipment, that is, the real-time location information of the transport equipment. According to the technical scheme of the invention, under the same external environment conditions, the rail transportation equipment on the production site can not only operate normally and stably, but also reduce the use cost to the greatest extent in the realization of real-time positioning.

【技术实现步骤摘要】
一种轨道运输设备的实时定位方法及装置
本专利技术涉及检测领域，具体涉及一种轨道运输设备的实时定位方法及装置。
技术介绍
伴随着国内制造业特别是钢铁行业信息智能化的不断发展，如何有效的利用新的技术方法或者新的专利技术技术来对之前陈旧、维护成本高的设备进行优化升级改造，成为了钢企日益关注的重点，一方面可以促进钢铁行业智能制造水平的发展，另一方面还能有效降低人力、物力的使用成本。鉴于此，作为钢厂生产现场中常见的轨道运输设备(如行车、上料小车等)，一般所采用的实时定位方法有激光测距法、格雷母线定位法、编码器法、雷达测距法、RFID法等：激光测距法是在工作时向目标射出一束激光，由光电元件接收目标反射回来的激光束，通过计时器计算激光束从发射到接收的时间来计算出从观测者到目标的最终距离；格雷母线定位法是通过单匝线圈感应原理进行格雷母线的位置信号检测，然后通过其地址检测单元对位置信号进行相位比较，最终确定物体在格雷母线上的移动距离；编码器法是通过编码器将位移数据信息进行编制、转换成可通讯、传输、存储的电信号；雷达测距法由发射机、发射天线、接收机和接收天线组成，发射电磁波中一部分能量照射到雷达目标上并在各个方向上产生二次散射，然后雷达接收天线收集散射回来的能量，传送至接收机进行处理，最终获取目标的位置；RFID(射频识别)法是通过无线电讯号识别特定目标的位置并进行相关数据的读写。上述几种定位方法有以下几个特点：(1)理想状态下，测量精度都可达毫米级；(2)激光测距容易受到烟雾、灰尘、雨滴等环境因素的干扰；格雷母线安装成本很高，其安装成本在1000～3000元/米不等；编码器法容易存在轮毂打滑，引起定位误判；雷达测距法测量范围较小，维护难度较大；射频识别法在现场恶略环境下容易集灰，造成扫码的精度，且易漏扫。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种轨道运输设备的实时定位方法及装置，在保证生产现场的轨道运输设备在同等的外部环境条件下，既能正常稳定的运行，又能在实现实时定位中最大程度的降低使用成本。为达到上述目的，一方面，本专利技术实施例提供了一种轨道运输设备的实时定位方法，所述方法包括：在运输设备沿其轨道前后运行的过程中，通过设置在运输设备固定位置上的专用图像采集设备同步拍摄固定的二维码定位单元组，获取所述二维码定位单元组的实时图像；所述二维码定位单元组预先固定在与所述运输设备运行轨道平行的一侧的固定支架上；根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号或终点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，即运输设备实时所处的定位信息。另一方面，本专利技术实施例提供了一种视频下架检测装置，所述装置包括：二维码图片获取单元，用于在运输设备沿其轨道前后运行的过程中，通过设置在运输设备固定位置上的专用图像采集设备同步拍摄固定的二维码定位单元组，获取所述二维码定位单元组的实时图像；其中，所述二维码定位单元组预先固定在与所述运输设备运行轨道平行的一侧的固定支架上；定位信息确定单元，用于根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号或终点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，即运输设备实时所处的定位信息。上述技术方案具有如下有益效果：因为采用二维码定位的技术手段，该技术方案抗干扰能力较强，且设备及安装成本更为低廉，维护难度小，实用性好，在检测精度同样达到毫米级的情况下，更为符合当前国内钢企在提高智能制造水平的同时又能降成本的要求。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一种轨道运输设备的实时定位方法的流程图；图2是本专利技术实施例一种轨道运输设备的实时定位装置的安装示意图；图3是本专利技术实施例一种轨道运输设备的实时定位检测原理图；图4是本专利技术实施例一种轨道运输设备的实时定位装置的结构示意图。图中，1-专用图像采集设备，2-二维码定位单元组，3-运输设备，4-轨道。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，是本专利技术实施例一种轨道运输设备的实时定位方法的流程图，所述方法包括：S101：在运输设备3沿其轨道4前后运行的过程中，通过设置在运输设备3固定位置上的专用图像采集设备1同步拍摄固定的二维码定位单元组2，获取所述二维码定位单元组2的实时图像；所述二维码定位单元组2预先固定在与所述运输设备运行轨道4平行的一侧的固定支架上；进一步地，如图2所示，所述专用图像采集设备1的中心点与所述二维码定位单元组2的中心点在同一高度，所述专用图像采集设备1的摄像头摄像方向与所述运输设备3的轨道方向垂直。本专利技术中的二维码定位单元组2，是由多个具有相同大小、且有单独标识的二维码组成。在喷印以及制作二维码定位单元组2的过程中，要确保每个二维码以固定不变的间距排成一行。如图2所示，在现场安装过程中，将制作好的二维码定位单元组2固定在与运输设备3运行轨道4相平行的任意一侧的固定支架上，同时确保多个二维码的中心点的连线，与运输设备3的轨道4相平行。在喷印以及制作二维码定位单元组2的过程中，将其中每一个二维码都通过一个独有的标识号来作特定标记，该标识号的取用范围为从零开始的任意正整数，且经本专利技术的专用图像采集设备的实时拍摄就可获知该标识号；根据所述二维码定位单元组2，从运输设备在其轨道上的起点位置到终点位置所使用的若干个二维码，其标识号要求连续升序或降序排列；在喷印以及制作该二维码定位单元组的过程中，要确保每个二维码以固定不变的间距排成一行。本专利技术中的专用图像采集设备1，在现场安装之前必须经过严格的标准化流程对其进行标定操作，以得到专用图像采集设备的内参数以及畸变系数。如图2所示，在现场安装过程中，将专用图像采集设备1安装在运输设备3上的固定位置，通过调整摄像头配置等方法让二维码定位单元组在运输设备在其轨道上从起点至终点运行的整个行程中，该固定位置均可以完整标记并且专用图像采集设备能够清楚、完整的拍摄到二维码定位单元组，以确保后续逻辑控制程序的计算准确。S102：根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，所述方法包括：/n在运输设备沿其轨道前后运行的过程中，通过设置在运输设备固定位置上的专用图像采集设备同步拍摄固定的二维码定位单元组，获取所述二维码定位单元组的实时图像；所述二维码定位单元组预先固定在与所述运输设备运行轨道平行的一侧的固定支架上；/n根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号或终点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，即运输设备实时所处的定位信息。/n

【技术特征摘要】
1.一种轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，所述方法包括：
在运输设备沿其轨道前后运行的过程中，通过设置在运输设备固定位置上的专用图像采集设备同步拍摄固定的二维码定位单元组，获取所述二维码定位单元组的实时图像；所述二维码定位单元组预先固定在与所述运输设备运行轨道平行的一侧的固定支架上；
根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号或终点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，即运输设备实时所处的定位信息。


2.如权利要求1所述的轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，所述专用图像采集设备的中心点与所述二维码定位单元组的中心点在同一高度，所述专用图像采集设备的摄像头摄像方向与所述运输设备的轨道方向垂直。


3.如权利要求1所述的轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据、所述专用图像采集设备的外参数数据以及运输设备在其轨道上全行程的起点位置对应的二维码的标识号或终点位置对应的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息，包括：
根据所述二维码定位单元组的实时图像上每一个二维码的标识号和角点数据，获得每一个二维码的带标识号的相机三维坐标；
根据所述专用图像采集设备的外参数数据中的旋转矩阵和平移矩阵，将所述每一个二维码的带标识号的相机三维坐标转换为带标识号的世界三维坐标；
根据所述每一个二维码的带标识号的世界三维坐标，获得所述每一个二维码中心点与镜头中心点在二维码中心点连线上的投影点的距离；
根据所述每一个二维码中心点与镜头中心点在二维码中心点连线上的投影点的距离，选取其中距离值为最小的距离最小值值，并获取距离最小值所对应的二维码的标识号；
根据所述距离最小值所对应的二维码的标识号，结合运输设备在其轨道上全行程的起点位置的二维码的标识号或终点位置的二维码的标识号，获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息。


4.如权利要求3所述的轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，根据所述距离最小值所对应的二维码的标识号ID1，结合运输设备在其轨道上全行程的起点位置的二维码的标识号ID2，通过下式获得所述专用图像采集设备中心点所处的实际位置信息d：
d＝|ID1-ID2|*k+p
其中，k为二维码定位单元组中每一个二维码中心点间所设定的固定距离；p为表示位置相对关系的距离最小值。


5.如权利要求3或4所述的轨道运输设备的实时定位方法，其特征在于，所述每一个二维码的标识号和角点数据，通过以下方法确定：
对所述二维码定位单元组的实时图像进行高斯模糊、中值滤波和二维码识别定位处...

【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，苏志祁，李宏玉，李文倩，程巍，杨柳斌，廖俊富，
申请(专利权)人：广西柳钢东信科技有限公司，柳州钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广西;45