【技术实现步骤摘要】
基于单目相机的起重机工作空间多信息测量方法及系统
本专利技术属于起重机领域和视觉测量领域，具体涉及一种基于单目相机的起重机工作空间多信息测量方法及系统。
技术介绍
起重机作为重要的货物搬运工具，广泛应用于生产车间、货物仓库、冶金制造、垃圾处理等工业场所。然而，目前起重机通过操作工人进行手动操作，操作过程中工人难免会出现操作失误，且长时间工作会造成操作疲劳，这些均可能导致起重机安全事故。因此实现起重机的智能控制和安全监控显得尤为重要，而信息的测量是前提。目前起重机上的测量方法主要包括预测估计、接触式测量和非接触测量三种。其中预测估计方法根据建立的精确起重机模型，实现负载摆动角度的预测估计。其测量精度与起重机模型的准确度有关，而考虑起重机工业应用情况时补偿误差通常难以确定。接触式测量方式利用高精度传感器，实现特定物理量的精确测量。例如通过加速度计和陀螺仪、编码器、力传感器等可以实现负载偏心角度的测量。通过安装在卷筒一端的编码器可以实现负载起升高度的测量。接触式测量方式可以实现高精度的测量，但是当需要测量多个物理量时，通常...
【技术保护点】
1.一种基于单目相机的起重机工作空间多信息测量方法，其特征在于：起重机的吊钩上设有用于单目相机识别负载的第一靶标，每个障碍物顶部均设有用于被单目相机识别的第二靶标；第一靶标和第二靶标上均设有两个特征点，两个特征点之间的距离为S；负载一端顶部设有用于测量负载旋转角度的第三靶标，第三靶标包含位于靶标中心的一个特征点；通过对单目相机采集起重机工作空间的图像进行图像处理，得到工作空间的信息，并控制起重机的大车和小车；/n本方法包括以下步骤：/nS1、单目相机的分层标定：/n输入负载距离单目相机的最大距离D
【技术特征摘要】
1.一种基于单目相机的起重机工作空间多信息测量方法，其特征在于：起重机的吊钩上设有用于单目相机识别负载的第一靶标，每个障碍物顶部均设有用于被单目相机识别的第二靶标；第一靶标和第二靶标上均设有两个特征点，两个特征点之间的距离为S；负载一端顶部设有用于测量负载旋转角度的第三靶标，第三靶标包含位于靶标中心的一个特征点；通过对单目相机采集起重机工作空间的图像进行图像处理，得到工作空间的信息，并控制起重机的大车和小车；
本方法包括以下步骤：
S1、单目相机的分层标定：
输入负载距离单目相机的最大距离Dn和负载的最大偏心角度θmax；将吊钩降低到最底端，控制起升机构根据分层公式使得吊钩分层上升，吊钩在每层位置上，单目相机均采集第一靶标的图像；所述的分层公式为Δhi为第i层与第i-1层之间的高度，n为总层数，Hi为第i层吊钩的起升高度，Di为第i层的吊钩与单目相机之间的距离，Di-1为第i-1层的吊钩与单目相机之间的距离；
根据单目相机采集的第一靶标的图像，得到第一靶标的特征点之间的像素距离和每层第一靶标中心的像素坐标；根据每层的第一靶标高度和第一靶标的特征点之间的像素距离，得到求解负载起升高度的拟合方程；
当吊钩竖直起升时，第一靶标中心即为起吊中心，分析每层第一靶标中心的像素坐标，得到起吊中心的像素坐标拟合方程；
S2、工作空间的信息测量：
当有负载实际起吊时，起重机的吊钩位置即为负载位置；
利用单目相机实时采集第一靶标和第二靶标的图像，根据S1得到的负载起升高度的拟合方程和起吊中心的像素坐标拟合方程，以及空间几何分析，计算工作空间的信息；
所述的工作空间的信息包括负载偏心角度、负载偏心位移、负载旋转角度、负载与障碍物距离和障碍物高度。
2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于：所述的S2具体为：
2.1、负载偏心角度和偏心位移的测量：
实时采集第一靶标的图像，得到第一靶标中心的像素坐标(ub,vb)和第一靶标的特征点之间的像素距离ΔS，根据所述的负载起升高度的拟合方程，得到负载的起升高度H；然后根据所述的起吊中心的像素坐标拟合方程，计算得到起吊中心像素坐标(uq,vq)；从而在大车和小车方向上负载偏移起吊中心的像素距离为Δu、Δv分别为负载在小车和大车运动方向上偏离起吊中心的像素距离；
根据公式计算负载在小车方向和大车方...
【专利技术属性】
技术研发人员：汪小凯，吴庆祥，华林，郑学兵，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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