【技术实现步骤摘要】
本专利技术起重机，具体涉及一种基于视觉的起重机摆动识别方法、装置及计算设备。
技术介绍
1、随着工业智能化的不断发展，起重机无人化作用越来普及，而起重机的无人化控制系统中关键的技术之一就是防摇控制。在防摇控制系统中，闭环防摇系统安全性、控制精度都非常高，其中防摇的识别检测非常重要，影响起重机的整体作业性能。
2、防摇的识别检测结果影响着整个防摇控制系统控制环节。防摇系统应用环境大部分比较复杂，安装维护困难，干扰较多，对起重机摆动识别带来困难。
技术实现思路
1、鉴于现有技术的以上问题，本申请提供一种基于视觉的起重机摆动识别方法、装置及计算设备，其识别高效准确，操作简单且设备安装维护简便，能够适应现场恶劣工况环境等。
2、为达到上述目的，本申请第一方面提供一种基于视觉的起重机摆动识别方法，起重机包括吊绳、位于吊绳下端的吊钩，位于吊绳上端的吊绳支撑装置，所述相机设置于所述支撑装置上设置有相机，所述相机的其视场竖直向下设置，所述吊绳下端固定设置有包含参考图案的目标板；起重机摆动识别方法包括：
3、通过所述相机获取所述目标板的第一图像，所述第一图像包括所述目标板静止时的图像；
4、以所述第一图像中目标板中心点为原点建立坐标系，并确定所述目标板上的所述参考图案对应的第一向量；
5、通过所述相机获取所述目标板的第二图像，所述第二图像包括所述目标板经过预设时长后的图像；
6、确定所述第二图像中目标板中心点的第二像素坐标，以及
7、根据所述第二像素坐标、所述第一向量和所述第二向量、以及所述相机的参数和预设时长进行摆动识别；其中，所述摆动识别包括根据所述第二像素坐标确定所述目标板的摆幅值，根据所述第一向量和所述第二向量确定所述目标板的旋转角，根据所述摆幅值和所述相机的参数确定所述目标板的摆角，以及根据所述摆幅值和所述预设时长确定所述目标板的摆动速度。
8、本实施方式中，通过引入目标板并采集目标板的图像，对起重机吊钩的摆动进行识别，设备安装维护简便、识别准确性高，并且能够对多种数据进行检测识别，提升了检测识别的效率。
9、作为第一方面的一种可能的实现方式，根据所述第二像素坐标确定所述目标板的摆幅值，包括：
10、n1：确定所述相机与所述目标板的距离；满足下式：
11、z＝focla×length_side/(d_pix×side)
12、其中，z为所述相机与所述目标板的距离，focal为相机镜头的焦距，length_side为目标板实际的长度，d_pix为相机的元像素尺寸，side为所述标准图像中所述目标板的像素长度；
13、n2：确定所述摆幅值；包括x轴摆幅值x和y轴摆幅值y，满足下式：
14、x＝(xc-frame_width/2)/side
15、y＝(yc-frame_height/2)/side
16、其中，(xc，yc)为所述第二像素坐标，frame_width、frame_height为所述目标板的x轴方向像素长度和y轴方向像素长度。
17、本实施方式中，不仅能够实现摆幅值的识别，并且通过对目标板的摆幅值进行不同坐标方向的划分及识别，能够掌握起重机的详细状态；此外针对于防摇过程能够提升防摇调整的准确性。
18、作为第一方面的一种可能的实现方式，根据所述第一向量和所述第二向量确定目标板的旋转角，包括：
19、确定所述第一向量和所述第二向量的夹角，作为所述目标板的旋转角。
20、本实施方式中，通过引入目标板上的参考图案对应的向量，计算向量变化得到目标板的旋转角，简便易实现且准确性高。
21、作为第一方面的一种可能的实现方式，根据所述摆幅值和相机参数确定所述目标板的摆角，包括x轴摆角和y轴摆角，满足下式：
22、θx＝arcsin(x/z)
23、θy＝arcsin(y/z)
24、其中，所述θx表示x轴摆角，θy表示y轴摆角，x表示x轴摆幅值，y表示y轴摆幅值，z表示相机与目标板的距离。
25、本实施方式中，不仅能够实现摆角的识别，并且通过对目标板的摆角进行不同坐标方向的划分及识别，能够掌握起重机的详细状态；此外针对于防摇过程能够提升防摇调整的准确性。
26、作为第一方面的一种可能的实现方式，根据所述摆幅值和所述预设时长确定所述目标板的摆动速度，包括：
27、x轴摆动速度：
28、
29、y轴摆动速度：
30、
31、其中，δt表示所述预设时长，δt表示所述实际摆动速度，vx表示所述x轴摆动速度，vy表示所述y轴摆动速度。
32、作为第一方面的一种可能的实现方式，获取所述目标板的检测图像，包括：
33、通过形态学运算对获取的图像进行调整；
34、提取调整后图像内的目标图像；
35、筛选与所述标准图像最相似的目标图像，得到所述检测图像。
36、本实施方式中，通过对获取的图像进行形态学闭运算、相似度筛选等，能够有效提升识别的准确度。
37、作为第一方面的一种可能的实现方式，所述筛选与所述标准图像最相似的目标板目标图像，得到所述检测图像，还包括：
38、检测所述目标图像和所述标准图像的hu不变矩的距离尺度；
39、确定所述距离尺度最小目标图像为与所述标准图像最相似的目标图像，得到所述检测图像。
40、本实施方式中，通过引入hu不变矩筛选和确定检测图像，能够进一步提升识别的准确度。
41、作为第一方面的一种可能的实现方式，通过相机获取包含一参考图案的所述目标板的标准图像，还包括：
42、将相机视场平面水平设置，将包含所述参考图案的目标板与吊绳固定设置，且相机视场中轴线与目标板中心线重合。
43、本实施方式中，设备安装、操作及维护简便，并且相机视场中轴线与目标板中心线重合能够避免目标板旋转等带来复杂计算，能够提升识别速度和准确性。
44、本申请第二方面提供一种基于视觉的起重机摆动识别装置，所述起重机包括吊绳、位于吊绳下端的吊钩，位于吊绳上端的吊绳支撑装置，所述吊绳下端固定设置有包含参考图案的目标板，所述装置包括：
45、相机模块，设置于所述支撑装置上，所述相机模块的视场竖直向下设置，用于获取所述目标板的第一图像，所述第一图像包括所述目标板静止时的图像；
46、数据处理模块，用于以所述第一图像中目标板中心点为原点建立坐标系，并确定所述参考图案对应的第一向量；
47、所述相机模块，还用于获取所述目标板的第二图像，所述第二图像包括所述目标板经过预设时长后的图像；
48、所述数据处理模块，还用于确定所述第二图像中目标板中心点的第二像素坐标，以及所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于视觉的起重机摆动识别方法，其特征在于，所述起重机包括吊绳、位于吊绳下端的吊钩，位于吊绳上端的吊绳支撑装置，所述支撑装置上设置有相机，所述相机镜头竖直朝下设置，所述吊绳下端固定设置有包含参考图案的目标板，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二像素坐标确定所述目标板的摆幅值，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一向量和所述第二向量确定所述目标板的旋转角，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述摆幅值和相机参数确定所述目标板的摆角，包括：X轴摆角和Y轴摆角，满足下式：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述摆幅值和所述预设时长确定所述目标板的摆动速度，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取所述目标板的检测图像，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述筛选与所述第一图像最相似的目标图像，得到所述检测图像，还包括：
8.一种基于视觉的起重机摆动识别装置，其特征在于，所述起重机包
9.一种计算设备，其特征在于，包括：
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有程序指令，所述程序指令当被计算机执行时使得所述计算机执行权利要求1至7任一项所述的基于视觉的起重机摆动识别方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的起重机摆动识别方法，其特征在于，所述起重机包括吊绳、位于吊绳下端的吊钩，位于吊绳上端的吊绳支撑装置，所述支撑装置上设置有相机，所述相机镜头竖直朝下设置，所述吊绳下端固定设置有包含参考图案的目标板，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第二像素坐标确定所述目标板的摆幅值，包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一向量和所述第二向量确定所述目标板的旋转角，包括：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述摆幅值和相机参数确定所述目标板的摆角，包括：x轴摆角和y轴摆角，满足下式：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述摆幅值和所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：高一洋，石爱文，张玺，亢晓嵘，邓正伟，寇淋洁，
申请(专利权)人：北京佰能盈天科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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