一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统，该方法包括：不断获取多个相机对臂架系统上安装的标记点同时采集的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将多个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；在拼接后的各图像中，分别匹配出所述标记点；根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，对所述臂架系统的运动幅度进行测量。本发明专利技术解决了现有测量方式中布置传感器的工作量较大、实时性不够好以及测量方式准确度较低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及数据处理
，尤指一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统。
技术介绍
工程车辆的整个臂架系统除了承受自重载荷、工作载荷等静态载荷作用之外，在工作中的各种振动、冲击激励如泵车液压系统的冲击、混凝土流经输送管的流固耦合振动、臂架运动的惯性冲击以及风载、发动机振动载荷等，都可能引发臂架系统显著的动态响应。如何对臂架系统的振动变化进行测量，现有技术提供了很多方法，例如使用位移传感器来测量位移的振动变化，如图I所示，在需要测量部位顶一个位移传感器，直接可以 获取该点的位移变化，或者利用光栅传感器来测量振动，如图2所示，传感光栅贴装在悬臂的上表面上，另一个信号解调光栅贴装在悬臂梁下表面的对称位置.在待测振动惯性力的作用下悬臂梁发生机械振动，上表面应变收缩而下表面应变伸长，带动两个光纤光栅产生周期性的应变拉伸或收缩，从而引起传感FBG的布拉格波长发生变化，通过探测传感FBG波长的变化即可实现振动的传感测量。或者采用传感器测量臂架的工作幅度。现有的臂架系统的振动变化测量方式，存在以下缺点需要将传感器直接布置在被测臂架上，一方面布置传感器的工作比较大，准备工作复杂，另一方面，测量范围小，实时性不够好，如果工况较恶劣，无法保证测量精度。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统，用以实现对工程机械臂架系统进行非接触式测量，从而解决了现有测量方式中布置传感器的工作量较大、实时性不够好以及测量方式准确度较低的问题。本专利技术实施例提供的一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法，包括以下步骤不断获取至少两个相机对臂架系统上安装的标记点同时采集的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将多个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；将拼接后的各图像，分别与标记点的标准图像进行匹配运算，确定所述标记点在所述各图像中的位置；根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，计算所述臂架系统的运动幅度。本专利技术实施例提供的一种工程机械臂架系统工作幅度的测量设备，包括获取模块，用于不断获取至少两个相机对臂架系统上安装的标记点同时采集的各图像；三维坐标确定模块，用于分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；拼接模块，用于根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将多个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；匹配模块，用于将拼接后的各图像，分别与标记点的标准图像进行匹配运算，确定所述标记点在所述各图像中的位置；测量模块，用于根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，计算所述臂架系统的运动幅度。本专利技术实施例提供一种工程机械臂架系统工作幅度的测量系统，包括多个相机，用于分别对臂架系统上安装的标记点同时进行拍摄；臂架系统工作幅度测量设备，用于不断获取所述多个相机对臂架系统上安装的标 记点同时采集的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将多个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；在拼接后的各图像中，分别匹配出所述标记点；根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，计算所述臂架系统的运动幅度。本专利技术有益效果如下本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统，使用多个相机对臂架系统上的标记点进行拍摄，并获取多个相机对臂架系统上标记点拍摄的图像，并分别确定各图像中像素点的三维坐标，根据各图像中各像素点的三维坐标，不断将多个相机同一时刻拍摄的图像拼接成一帧图像，这样，在拼接后的各图像中不断跟踪标记点，根据各标记点在各拼接后的图像中的三维坐标的变化，即可实现对臂架系统中各节臂架运动幅度的测量。本专利技术实施例使用非接触测量的方式，不需要在臂架系统上安装额外的测量仪器和设备，就能够实现对体积较大的臂架系统运动幅度的测量，测量方式简单、方便，测量精度较高，并且，由于可以实时获取相机拍摄的图像，并对图像进行处理获取臂架的运动参数，这种测量方式，实时性很好，可以及时快速地获知臂架系统的工作幅度情况。避免了现有测量方式所带来的布置传感器的工作量较大、实时性不够好以及测量方式准确度较低的问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中图I为现有技术中臂架系统测量方式的示意图之一；图2为现有技术中臂架系统测量方式的示意图之二 ；图3为本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量方法的流程图；图4为本专利技术实施例提供的相机标定的示意图；图5为本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量设备的结构示意图；图6为本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量系统的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的测量系统的架构示意图。具体实施例方式下面结合说明书附图，对本专利技术实施例提供的一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法、装置及系统的具体实施方式进行说明。本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量方法，如图3所示，包括如下步骤S301、不断获取至少两个相机对臂架系统上安装的标记点同时采集的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；S302、据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将多个相机同时拍摄的图像拼接为一巾贞图像； S303、将拼接后的各图像，分别与标记点的标准图像进行匹配运算，确定所述标记 点在所述各图像中的位置；S304、根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，计算臂架系统的运动幅度。下面分别对上述各步骤分别进行详细说明。本专利技术实施例提供的工程机械臂架系统工作幅度的测量方法中的步骤S301中，由于臂架系统包含多节臂架，可以在各节臂架需要测量的位置上，设置标记点，标记点可以是任意形状的标记例如常见的十字丝、圆形、对角圆等，由于臂架系统体积庞大，为了测量的方便，需要使用多个相机分别对臂架系统进行拍摄，然后将拍摄的图像拼接起来，实现对整个臂架系统的非接触性测量。因此，上述步骤S301中，由于多个相机分别对工程臂架系统上的标记点进行同时拍摄，需要不断获取多个相机在相同时刻拍摄的图像，并在步骤S302中，需要将多个相机拍摄的图像进行拼接，从而得到包含臂架系统上多个标记点的图像。在上述步骤S301中，可以通过下述方式确定拍摄的各图像中各像素点的三维坐标根据各图像中的像素点在图像坐标系的二维坐标，以及预先确定的图像坐标系下二维坐标与世界坐标系下的三维坐标的转换关系，分别将各图像中像素点的二维坐标转换为对应的三维坐标。其中，图像坐标系下二维坐标与世界坐标系下的三维坐标的转换关系，可以预先通过相机标定过程来确定。相机标定过程可采用非接触式测量中的相机标定方法，非接触式测量是基于双目立体视觉测量原理，该原理是基于视差，根据三角法原理进行三维信息的获取，由两个相机的图像平面和标定物之间构成一个三角形。首先以标定物为参照物，标定出一个相机的内外参数，然后以该相机和标定物为参照物，标定出另一个相机的内外参数。以两个相机为例，具体标定过程如下(I)设置标定物，具体包括打印一张模板，模板以固定间距组成的若干个十字丝组成，并将该模板并贴在一个平板上，将贴有模板的平板放置到两个相机的共同视场中，其位置信息已知。(本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械臂架系统工作幅度的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：不断获取至少两个相机对臂架系统上安装的标记点同时采集的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；根据各图像中各像素点的三维坐标，将多个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；将拼接后的各图像，分别与标记点的标准图像进行匹配运算，确定所述标记点在所述各图像中的位置；根据拼接后各图像中标记点三维坐标的变化，计算所述臂架系统的运动幅度。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：涂宏斌，钟懿，任会礼，
申请(专利权)人：中联重科股份有限公司，
类型：发明
国别省市：