[發明專利]一種基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法

有效

• 申請號: 201210158017.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102701078A
• 公開（公告）日: 2012-10-03
• 發明（設計）人: 譚瑩瑩;徐為民;徐攀;李眾峰;周賢文
• 申請（專利權）人: 上海海事大學
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;G01B11/26
• 代理公司: 上海天翔知識產權代理有限公司 31224
• 代理人: 呂伴

技術領域

本發明涉及測量裝置，具體涉及一種基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法。

背景技術

橋吊的運動會引起負載及吊具的擺動，使其可能和周圍的其它物體或操作人員發生碰撞，導致財物損失甚至人員傷亡。尤其是當橋吊到達指定位置停止運動后，負載的殘余擺動不僅會帶來安全隱患，同時也極大地降低了吊車的工作效率。隨著集裝箱運輸的發展和港口建設規模的擴大，為了提高集裝箱的船舶裝卸速度，集裝箱橋吊雙箱吊具的使用越來越廣泛。能更好地控制橋吊下雙吊具及負載的擺動以使得卡車準確對位成為制約提高集裝箱裝卸效率的關鍵。雙起升雙吊具橋吊具有兩個起升吊具，可同時工作也可單獨作業，因而提高了集裝箱的裝卸效率。但是，其結構復雜，工作方式多樣，兩個吊具即可以各自單獨起升，也可同步起升，這給吊具擺角檢測帶來很大的難度。

現有的橋吊擺角檢測裝置都是針對單吊具橋吊設計的，這些檢測裝置均采用了比較復雜的檢測儀器，造價高，維護不方便，準確性低。而且，現有的集裝箱起重機操作自動化程度較低，大多依靠操作員目視吊具及負載來獲得其擺動情況，這種方法不但準確性低而且極易造成工作疲勞，影響工作效率及工作質量。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法，根據機器視覺原理，雙吊具分別通過兩套照明轉置和線陣CCD陰影測量裝置，將得到的脈沖信號經過處理和計算得到搖擺角度，這些數據可作為橋吊防搖控制的反饋信息，同時可直觀呈現給橋吊駕駛室,具有結構簡單，精確度高，抗干擾能力強等優點。

為達到上述目的，本發明的技術方案如下：

一種基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法，其主體為燈箱，燈箱的四個側面設置有線陣CCD器件和LED燈，所述線陣CCD器件和LED燈相對設置，所述吊繩設置于設置于燈箱中間位置，所述線陣CCD器件通過導線連接CCD陰影測量裝置。

所述線陣CCD器件為兩組。

所述CCD陰影測量裝置包括放大電路，濾波電路，二值化處理電路及A/D變換電路，將信號經過放大、濾波及二值化處理后得到的脈沖計數送入計算機處理，之后，將吊具的擺角信息送到駕駛室顯示器供橋吊駕駛員參考，更可作為反饋信息送入防搖控制裝置中。

擺角測量方法，LED燈發出光源后，圖像背景為亮色，吊繩為一條陰影，記錄下吊繩靜止狀態的圖像，線陣CCD器件輸出正脈沖，將其送入CCD陰影測量裝置進行處理，將此狀態作為初始參照狀態；

吊繩擺動之后，兩組線陣CCD器件出現了吊繩的陰影，兩組線陣CCD器件輸出的脈沖計數通過變換得到吊繩某點分別投射在三維平面上像素素點的二維坐標；

分別計算出吊繩陰影在兩組線陣CCD器件形成的夾角θx和θy；

最后根據公式便可計算得到該點的三維坐標及擺腳θ。

通過上述技術方案，本發明的有益效果是：

本發明所涉及的擺角測量裝置屬于非接觸性檢測，成本低，結構簡單，效率高，準確性高，抗干擾能力強，即可為雙起升雙吊具橋吊的防搖定位控制提供反饋信息，又可為橋吊司機的手動操作作為參考。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明的結構示意圖。

圖2為本發明的CCD陰影測量裝置的工作原理圖。

圖3為本發明的吊繩示意圖。

具體實施方式

為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。

參照圖1，一種基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置及其方法，其主體為燈箱4，燈箱4的四個側面設置有線陣CCD器件11和LED燈10，所述線陣CCD器件11和LED燈10相對設置，所述吊繩7設置于設置于燈箱中間位置，所述線陣CCD器件11通過導線連接CCD陰影測量裝置3。

所述線陣CCD器件11為兩組。

參照圖2，所述CCD陰影測量裝置3包括放大電路，濾波電路及A/D變換電路，將信號經過放大、濾波及二值化處理后得到的脈沖計數送入計算機處理，之后，將吊具的擺角信息送到駕駛室顯示器供橋吊駕駛員參考，更可作為反饋信息送入防搖控制裝置中。

參照圖3，圖中的虛線12、13分別為吊繩在兩個CCD器件的投影；