[發明專利]基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法及設備

有效

• 申請號: 201110362171.5
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102384744A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: 李勇;李康;張如偉;崔潤哲;喬艷紅;王飛;羅勇;范愛華
• 申請（專利權）人: 山推楚天工程機械有限公司
• 主分類號: G01C11/00
• 分類號: G01C11/00;G01B11/04
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 唐正玉

技術領域

本發明涉及一種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法及設備，具體涉及臂架式混凝土泵車及起重機等高空作業的機械在工作過程中執行部件的位移測量，屬于工程機械領域。

背景技術

在工程機械(如起重機、泵車等)施工現場，基于試驗測量或故障原因排查的需要，經常需要測量執行部件(如臂架、吊具等)的位移，而在施工現場測量此類工程機械的位移是十分不方便。目前采用位移傳感器面對現場的惡劣環境及需要一個固定參考點等因素，使這類傳感器使用起來非常困難，同時，此類型傳感器通常需要各種規格電源(220V交流電，24V直流電，36V直流電等都需要專用的電源模塊，攜帶不便)的準備、位移基準的標定以及安裝傳感器的不便(有些需要停機安裝)，給現場測量帶來了諸多不便，加大了測量的工作量和難度。目前缺少方便有效的測量方法。

因此，如何方便快速的工程機械的執行部件的高空測量問題，是本領域技術人員所需解決的技術問題。

由于工程機械的執行部件(臂架、吊具等)具有較小剛度和較大的質量，在振動或是移動時速度通常比較慢，因此采用較低頻的采樣頻率進行測量是能滿足大部分的測量要求的。

發明內容

本發明為了克服上述現有技術存在的問題及缺點，提供一種使用簡便、性能可靠的臂架運動測量方式以及發動機運行信息測量方式。

本發明所采用的技術方案是：

一種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，以工程機械作為待測目標，設置有攝像機A和攝像機B，包括以下步驟：

步驟一、在待測目標上設置標識物；

步驟二、以標識物在地面上的投影點為原點O，在地面上架設攝像機A和攝像機B，攝像機A到原點O的距離LA與攝像機B到原點O的距離LB相等，且OA兩點連線與OB連點連線互相垂直；

步驟三、攝像機A和攝像機B的鏡頭分別對準標識物的中心位置，且攝像機A和攝像機B的拍攝角度和焦距相同；

步驟四、攝像機A和攝像機B同時對待測目標進行一段時間的攝像；

步驟五、對攝像機A和攝像機B的拍攝影像進行圖像處理，根據待測目標在影像上的像素移動變化值、標識物在影像上的像素值和標識物的實際大小計算待測目標的實際移動變化值；

步驟六、根據攝像機A和攝像機B的影像分別得出的兩組待測目標實際移動變化值數據進行比較，若一致則輸出并存儲數據，退出；若不一致，則數據作廢，回到步驟四。

優選的，上述步驟一中設置標識物時將標識物的形狀和顏色與背景進行明顯區別。

優選的，上述步驟五中像素移動變化值包括上下方向像素移動變化值和左右方向像素移動變化值，實際移動變化值包括上下方向實際移動變化值和左右方向實際移動變化值。

優選的，上述實際移動變化值通過以下公式進行計算：

優選的，上述方法中，將標識物設置在臂架上，則通過以下公式進行計算：

優選的，上述方法中，根據臂架的運動幅度以及運動時間可以計算出相應方向的變化速度和加速度。

優選的，上述方法中，對臂架的運動幅度在時域進行傅里葉變換，作進一步數據分析。

優選的，上述基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法還包括錄音設備，在施工現場采集正常工作時發動機的聲音和施工現場的噪聲，對其做簡單的處理后從發動機的聲音中去除施工現場的噪聲，將波形顯示出來并保存到數據庫。

優選的，上述方法中，將上述影像處理結果和聲音處理結果通過網絡傳輸到待測目標設備生產廠商終端，由生產廠商根據處理結果進行實時判斷，得到設備運行狀況并進行維護指導和技術方案制定。

本發明同時還提供了相應執行上述方法的設備，包括設置在待測目標上的標識物、兩臺攝像機、個人PC電腦和網絡傳輸設備，其特征在于：兩臺攝像機為攝像機A和攝像機B，以標識物在地面上的投影點為原點O，在地面上架設攝像機A和攝像機B，攝像機A到原點O的距離LA與攝像機B到原點O的距離LB相等，且OA兩點連線與OB連點連線互相垂直；攝像機A和攝像機B的鏡頭分別對準標識物的中心位置，且攝像機A和攝像機B的拍攝角度和焦距相同。

所述設備還包括錄音設備。

所述標識物的形狀和顏色與背景進行明顯區別。

所述兩臺攝像機與個人PC電腦，個人PC電腦通過網絡傳輸設備與生產廠商終端連接。