卸船机抓斗的摆角确定方法及装置、系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种卸船机抓斗的摆角确定方法及装置、系统，所述卸船机的大车行进轨道的两端各设置有一个摄像装置，每一个摄像装置的视野范围均覆盖所述卸船机在工作过程中所述抓斗的运动范围；所述确定方法包括：获取所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置；在所述卸船机工作过程中实时获取每一个摄像装置所采集的视频；确定每一个摄像装置所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角；根据两个摄像装置所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角。本发明专利技术能够更为准确地对卸船机的抓斗的摆角进行定位。位。位。

【技术实现步骤摘要】
卸船机抓斗的摆角确定方法及装置、系统


[0001]本专利技术涉及机械工程
，特别涉及一种卸船机抓斗的摆角确定方法、卸船机抓斗的摆角确定装置、卸船机抓斗的摆角检测系统、卸船机的控制系统、边缘计算装置、计算机可读介质。

技术介绍

[0002]卸船机(英文简称为GSU)可以用于将岸边的船中的货物(例如，煤)取出后放置在运输装置中。
[0003]在卸船机的工作过程中，需要对卸船机的抓斗的摆角进行精确定位。GSU在作业过程中，控制卸船机的小车在小车行进轨道上移动，这样小车可以带动抓斗移动，抓斗是依靠卸船机的钢丝绳的拉力进行控制的。在提升过程、小车行走过程中抓斗都会有不同程度的摆幅，如果摆幅控制不当，轻则影响作业效率，重则发生碰撞等危险情况。对抓斗进行实时位置的精准检测进而实现闭环防摇，是解决卸船机自动控制中的关键所在。
[0004]但是目前，通常依靠卸船机司机实际目测，利用司机的经验，来实现对卸船机的抓斗的摆角进行定位，从而会造成定位不准确。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种卸船机抓斗的摆角确定方法、卸船机抓斗的摆角确定装置、卸船机抓斗的摆角检测系统、卸船机的控制系统、边缘计算装置、计算机可读介质，能够更为准确地对卸船机的抓斗的摆角进行定位。
[0006]第一方面，本专利技术一个实施例提供一种卸船机抓斗的摆角确定方法，所述卸船机的大车行进轨道的两端各设置有一个摄像装置，每一个摄像装置的视野范围均覆盖所述卸船机在工作过程中所述抓斗的运动范围；所述确定方法包括：
[0007]获取所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置；
[0008]在所述卸船机工作过程中实时获取每一个摄像装置所采集的视频；
[0009]确定每一个摄像装置所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角；
[0010]根据两个摄像装置所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角。
[0011]第二方面，本专利技术一个实施例提供一种卸船机抓斗的摆角确定装置，所述卸船机的大车行进轨道的两端各设置有一个摄像装置，每一个摄像装置的视野范围均覆盖所述卸船机在工作过程中所述抓斗的运动范围；所述确定装置包括：
[0012]第一获取模块，用于：获取所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置；
[0013]第二获取模块，用于：在所述卸船机工作过程中实时获取每一个摄像装置所采集的视频；
[0014]第一计算模块，用于：确定每一个摄像装置所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角；
[0015]第二计算模块，用于：根据两个摄像装置所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角。
[0016]第三方面，本专利技术一个实施例提供一种卸船机抓斗的摆角检测系统，包括：一个边缘计算装置以及与所述边缘计算单元连接的两个摄像装置，其中：
[0017]所述两个摄像装置设置在大车行进轨道的两端，每一个摄像装置的视野范围均覆盖所述卸船机在工作过程中所述抓斗的运动范围；每一个摄像装置用于：在所述卸船机工作过程中采集视野范围内的视频，并将所述视频发送至所述边缘计算装置；所述边缘计算装置为第二方面提供的摆角确定装置。
[0018]第四方面，本专利技术一个实施例提供一种卸船机的控制系统，包括第三方面提供的卸船机抓斗的摆角检测系统、防抖系统和自动控制系统，所述防抖系统连接至所述摆角检测系统和所述自动控制系统，其中：
[0019]所述自动控制系统用于：在所述卸船机的工作过程中控制小车在小车进行轨道上运动，以带动所述抓斗运动；
[0020]所述摆角检测系统用于：实时检测所述抓斗在运动过程中的所述当前摆角，并将所述当前摆角发送至所述防抖系统；
[0021]所述防抖系统用于：获取所述小车的运动信息，根据所述小车的运动信息和所述当前摆角，确定所述小车的附加速度，并将所述附加速度发送至所述自动控制系统中；
[0022]所述自动控制系统用于：根据所述附加速度对所述小车的运动进行调整，以使所述抓斗的当前摆角控制在预设范围内。
[0023]第五方面，本专利技术一个实施例提供一种边缘计算装置，该装置包括：至少一个存储器和至少一个处理器；
[0024]所述至少一个存储器，用于存储机器可读程序；
[0025]所述至少一个处理器，用于调用所述机器可读程序，执行第一方面提供的方法。
[0026]第六方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读介质，所述计算机可读介质上存储有计算机指令，所述计算机指令在被处理器执行时，使所述处理器执行第一方面提供的方法。
[0027]本专利技术实施例提供的卸船机抓斗的摆角确定方法及装置、系统，针对卸船机的大车行进轨道的两端各设置一个摄像装置的基础上实现，获取到两个摄像装置将采集到的视频后，会首先获取卸船机在大车行进轨道上的当前位置，然后确定两个摄像装置采集到的视频中两帧相对应的图像中的两个抓斗摆角，然后根据两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角。在这个过程中，不仅考虑到了抓斗在两个摄像装置的视角下的摆角，而且考虑到了卸船机在大车行进轨道上的位置，由于卸船机的位置不同，两个摄像装置的清晰度、视角偏差等多种因素都有所不同，对这些因素进行综合考虑，得到抓斗的实时摆角。这种方式可以避免某种因素导致的摆角偏差过大，可以提高摆角计算的准确度。而且，本专利技术实施例提供的方法所基于的硬件很少，因此硬件成本比较低、机械改造成本也比较低。本专利技术实施例将机械视觉技术应用在卸船机中，成功解决了卸船机的抓斗摆角检测准确度低的问题。
附图说明
[0028]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，还可以基于这些附图获得其他的附图。
[0029]图1是本专利技术一个实施例提供的卸船机抓斗的摆角确定方法的流程示意图；
[0030]图2是本专利技术一个实施例提供的卸船机抓斗的摆角确定方法中步骤S4的流程示意图；
[0031]图3是本专利技术一个实施例提供的卸船机抓斗的摆角确定装置的结构框图；
[0032]图4是本专利技术一个实施例提供的卸船机抓斗的摆角检测系统的结构框图；
[0033]图5是本专利技术一个实施例提供的卸船机抓斗的摆角检测系统的结构框图；
[0034]图6是本专利技术一个实施例提供的卸船机的控制系统的结构示意图；
[0035]附图标记说明：
[0036]S1～S4
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步骤
[0037]S41～S44
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步骤
[0038]10
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种卸船机抓斗的摆角确定方法，其特征在于，所述卸船机的大车行进轨道的两端各设置有一个摄像装置(110)，每一个摄像装置(110)的视野范围均覆盖所述卸船机在工作过程中所述抓斗的运动范围；所述确定方法包括：获取所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置；在所述卸船机工作过程中实时获取每一个摄像装置(110)所采集的视频；确定每一个摄像装置(110)所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角；根据两个摄像装置(110)所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角。2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述根据两个摄像装置(110)所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，确定所述抓斗的当前摆角，包括：根据所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，计算所述卸船机和每一个摄像装置(110)之间的位置偏差；判断两个所述位置偏差是否相等；若两个所述位置偏差不相等，则根据所述当前位置是否位于所述预设位置范围内以及两个位置偏差之间的大小关系，确定所述两个摄像装置(110)中的第一摄像装置和第二摄像装置(110)，所述第一摄像装置对应的权重高于第二摄像装置对应的权重值；根据所述两个摄像装置(110)所采集的视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角以及两个摄像装置(110)各自对应的权重值，计算所述抓斗的当前摆角。3.根据权利要求2所述的确定方法，其特征在于，所述根据所述当前位置是否位于所述预设位置范围内以及两个位置偏差之间的大小关系，确定所述两个摄像装置(110)中的第一摄像装置和第二摄像装置，包括如下中的至少一项：若所述当前位置位于预设位置范围内，则将位置偏差较小的摄像装置(110)作为第一摄像装置，将位置偏差较大的摄像装置作为第二摄像装置；若所述当前位置位于所述预设位置范围之外，则将位置偏差较大的摄像装置(110)作为第一摄像装置，将所述位置偏差较小的摄像装置(110)作为所述第二摄像装置；其中，当所述当前位置位于所述预设位置范围之外时的第一摄像装置对应的权重值大于当所述当前位置位于所述预设范围之内时所述第一摄像装置对应的权重值。4.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定所述抓斗的当前摆角之前，所述方法还包括：对两个摄像装置(110)所采集视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角进行有效性检测；若两个抓斗摆角是有效的，则执行所述确定所述抓斗的当前摆角的步骤；其中，所述有效性检测包括判断两个抓斗摆角是否均小于预设摆角以及两个抓斗摆角之间的差值是否小于预设差值；若两个抓斗摆角均小于所述预设摆角以及两个抓斗摆角之间的差值小于所述预设差值，则两个抓斗摆角是有效的。5.根据权利要求4所述的确定方法，其特征在于，所述对两个摄像装置(110)所采集视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角进行有效性检测之前，所述方法还包括：根据所述卸船机在所述大车行进轨道上的当前位置，计算所述卸船机和每一个摄像装
置(110)之间的位置偏差；获取每一个摄像装置(110)在各自对应的位置偏差下的标定摆角；其中，所述标定摆角为在连接所述抓斗的钢丝绳处于竖直状态时所述卸船机和每一个摄像装置(110)之间处于不同位置偏差时，每一个摄像装置(110)所拍摄的图像中的抓斗摆角；计算每一个摄像装置(110)所采集视频中的每一帧图像中的抓斗摆角和所述标定摆角之间的差值，将所述差值作为每一个摄像装置(110)所采集视频中的每一帧图像在去标定后的抓斗摆角；对应的，所述对两个摄像装置(110)所采集视频中的对应帧图像的两个抓斗摆角进行有效性检测，包括：对两个摄像装置(110)所采集视频中的对应帧图像在去标定后的抓斗摆角进行有效性检测。6.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述确定每一个摄像装置(110)所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角，包括：采用边缘检测的方式检测出每一帧图像中所述抓斗连接的钢丝绳所在的区域，将所述钢丝绳所在的区域分割出来，在分割出来的区域中进行特征提取，并将提取到的所述钢丝绳与竖直方向之间的夹角作为该帧图像中的抓斗摆角。7.根据权利要求6所述的确定方法，其特征在于，所述确定每一个摄像装置(110)所采集的视频中的每一帧图像中的抓斗摆角，还包括：在采...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐健，肖自立，凌杰，袁晓东，韩合伦，
申请(专利权)人：西门子中国有限公司，
类型：发明
国别省市：