一种在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法技术

技术编号:31906276 阅读:62 留言:0更新日期:2022-01-15 12:44
本发明专利技术公开了一种在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,包括,拍摄运动中的吊车负载、摆绳,建立不同光照条件下的均值背景模型;建立初始背景模型样本集,结合基于视觉背景的前景目标提取算法,训练得到最终背景模型样本集;提取前景目标;扫描摆绳对应像素,获得摆绳上下两个端点,根据端点坐标计算负载摆动角度,利用改进后的基于视觉背景的前景目标提取算法将摆绳从复杂背景中提取出来,捕捉运动中的摆绳,由摆绳像素的端点坐标计算得到摆动角度,加快算法运行速度,保证了测量方法的准确性与实时性,视觉测量方法改善了吊车系统的独立性,改进后的前景目标提取算法,对于复杂背景也可提取完整的前景目标。景也可提取完整的前景目标。景也可提取完整的前景目标。

【技术实现步骤摘要】
一种在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法


[0001]本专利技术涉及的摆角测量
,尤其涉及一种在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法。

技术介绍

[0002]近年来,桥式起重机由于运输货物速度快、效率高,因此被广泛应用于建筑工地、码头、工业厂房等运输重地,但是在运输过程中,由于货物重量大、运动速度快,很容易出现摆动的情况,若负载摆幅过大,极易导致事故的发生,故吊车防摇控制成为目前控制领域的研究热点。
[0003]现有的大部分吊车防摇控制系统中,用于测量负载摆角的机械装置都被安装于系统内部,如编码器、传感器、倾斜仪等,这些测量装置安装复杂,成本较高,给控制系统带来一定的干扰,影响控制效率,且机械装置寿命短,可靠性低,长期运作会松动老化,影响测量结果的准确性,因此,又将图像处理技术引入到摆角测量中,使得测量装置独立于系统之外,简化系统结构,提高测量精度,然而传统的机器视觉测量摆角的方法,将相机直接安装在小车上,拍摄平面的摆线图,对图像进行阈值分割从而提取摆线并计算摆角,小车振动容易导致相机发生位移,造成误差;若将相机安装于小车外部,通过颜色本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:包括,通过相机实时拍摄运动中的吊车负载、摆绳,根据视频序列建立不同光照条件下的均值背景模型;根据不同光照条件下的均值背景模型建立初始背景模型样本集,结合基于视觉背景的前景目标提取算法,训练得到最终背景模型样本集;利用最终背景模型样本集,并结合基于视觉背景的前景目标提取算法,提取前景目标;根据前景目标,扫描摆绳对应像素,获得摆绳上下两个端点,根据端点坐标计算负载摆动角度。2.根据权利要求1所述的在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:所述根据视频序列建立不同光照条件下的均值背景模型包括:将实时拍摄的图像转换为双精度类型,并计算视频序列每帧图像的像素均值,以得到均值背景模型,所述均值背景模型的表达式为:其中,A
n
为当拍摄到第n帧图像时所得到的均值背景模型,N为总帧数,f
n
,f
n
‑1,

,f
n

N+1
为包括当前帧在内的连续N帧图像。3.根据权利要求2所述的在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:所述根据视频序列建立不同光照条件下的均值背景模型还包括:在建模过程中,每隔一段时间对均值背景模型进行更新,更新的均值背景模型的表达式:其中,A
n
‑1为当拍摄到第n

1帧图像时所得到的均值背景模型。4.根据权利要求3所述的在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:所述根据不同光照条件下的均值背景模型建立初始背景模型样本集包括:将不同光照条件下的均值背景模型做初始背景样本集,将其定义为:C(m)={e1,e2,e3,

,e
m
‑1,e
m
}其中,C(m)为初始背景样本集,e1,e2,e3,

,e
m
‑1,e
m
为m个初始背景模型。5.根据权利要求4所述的在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:所述结合基于视觉背景的前景目标提取算法,训练得到最终背景模型样本集包括:将当前帧像素点与初始背景模型样本集中的像素点逐个进行比较,计算两者之间的欧式距离,统计欧式距离小于设定分割阈值的个数,当统计个数大于固定基数时,该像素即可被判定为背景点,否则,该像素为前景点,表示为:其中,g(i,j)为像素点(i,j)被判定为前景或背景的标签,R
g
、S
g
分别为背景像素和前景像素,x为当前帧像素点与初始背景模型样本集中背景模型像素点之间的欧式距离小于设定分割阈值的个数,k为固定基数。
6.根据权利要求5所述的在复杂背景下的吊车负载摆角测量方法,其特征在于:所述结合基于视觉背景的前景目标提取方法,训练得到最终背景模型样本集还包括:同时更新初始背景模型样本集中的样本模型,若当前帧的某一像素点被判定为背景像素点,则随机选择初始...

【专利技术属性】
技术研发人员:于莉莉张颖妤欧阳慧珉
申请(专利权)人:南京工业大学
类型:发明
国别省市:

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