[發明專利]基于實時視頻圖像識別的輪胎吊防碰撞預警系統及其方法

有效

• 申請號: 201710745137.3
• 申請日: 2017-08-25
• 公開（公告）號: CN107344696B
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發明（設計）人: 羅文斌;何平;石巖;李銘;曹儀明;楊惠良;梅建新;杜振奇;馮杰
• 申請（專利權）人: 上海滬東集裝箱碼頭有限公司
• 主分類號: B66C13/16
• 分類號: B66C13/16;B66C23/88;B66C13/18
• 代理公司: 上海市海華永泰律師事務所 31302
• 代理人: 包文超

1.一種基于實時視頻圖像識別的輪胎吊防碰撞預警系統,其特征在于：包括視頻圖像采集傳感器系統、包含有視頻圖像采集同步觸發控制器的視頻圖像采集同步觸發控制系統、與所述視頻圖像采集同步觸發控制器連接的輔助照明系統、圖像分析處理主機系統,及分別與所述視頻圖像采集同步觸發控制器和圖像分析處理主機系統連接的PLC可編程控制器，一聲光報警裝置連接到所述圖像分析處理主機系統，一電源系統為以上各系統提供電源；

所述視頻圖像采集傳感器系統包括若干個視頻檢測傳感器、一千兆網交換機，每個視頻檢測傳感器包含左右兩個安裝在同一水平面的帶外觸發的千兆網GIGE相機，每個相機的GIGE端口都通過GIGE網線與千兆網交換機相連，千兆網交換機通過GIGE網線與圖像分析處理主機系統相連，每個相機的觸發端口分別通過觸發線纜連接到所述視頻圖像采集同步觸發控制器的同一個端口；

所述視頻圖像采集同步觸發控制系統主要由輸入輸出隔離光電耦合電路、單片機電路、穩壓電源電路和RS232通訊電路構成；其輸入端口用于接收所述PLC可編程控制器發出的行進方向指令，當所述PLC可編程控制器發出某個行進指令時，所述光電耦合電路將與之對應的PLC可編程控制器I/O口電平拉低，PLC可編程控制器根據I/O口的電平狀態判斷行進方向，通過改變同步觸發端口的信號輸出狀態，使得相對應的傳感器觸發采集圖像，并通過RS232端口向圖像分析處理主機系統發出畫面切換信號，通知圖像分析處理主機系統進行視頻圖像處理畫面切換；

所述圖像分析處理主機系統由計算機或工控機構成，其主機內包含千兆網絡通訊設備、RS232端口或RS485兼容端口，且安裝有用于圖像分析處理的應用程序。

2.根據權利要求1所述的輪胎吊防碰撞預警系統，其特征在于：所述相機都安裝在一個防水防塵的外殼內。

3.根據權利要求1所述的輪胎吊防碰撞預警系統，其特征在于：所述每個視頻檢測傳感器都安裝在一套可調節上下、左右傾斜角度和前后距離的安裝支架上。

4.根據權利要求1所述的輪胎吊防碰撞預警系統，其特征在于：所述電源系統為通用的穩壓電源。

5.根據權利要求1所述的輪胎吊防碰撞預警系統，其特征在于：所述輔助照明系統為分別與視頻圖像采集同步觸發控制器連接的LED補光燈和光照度傳感器組成。

6.利用權利要求1-5任一所述的輪胎吊防碰撞預警系統實現的輪胎吊防碰撞預警方法，其特征在于：包括以下步驟：

1)啟動主機，程序開始運行后查找所有聯網相機，并初始化所有聯網相機；

2)根據與視頻圖像采集同步觸發控制器相連接的RS232口接收的信號判斷處理哪組傳感器圖像，打開該傳感器并開始接收圖像，同一時間內接收兩幅圖像，分別對應該傳感器內的兩個相機；

3)圖像接收完成后，對圖像進行相機鏡頭畸變矯正；

4)然后對圖像進行亮度對比度變換和高斯模糊；

5)然后在兩幅圖像中匹配對應點，通過計算所有對應點的相對位置生成一幅用灰度值對應距離的視差圖,具體如下：

設基線距B為兩相機的投影中心連線的距離，相機焦距為f；設兩相機在同一時刻觀看空間物體的同一特征點P(xc,yc,zc)，分別在“左相機”和“右相機”上獲取了點P的圖像，它們的圖像坐標分別為

P-left＝(Xleft,Yleft),P-right＝(Xright,Yright)；

現兩相機的圖像在同一個平面上，則特征點P的圖像坐標Y坐標相同，即Y＝

Yleft＝Yright，則由三角幾何關系得到：

Xleft＝f(xc/zc)

Xright＝f((xc-B)/zc)

Y＝f(yc/zc)

則P點視差D＝Xleft-Xright，

由此可得出P點的三維坐標為：

xc＝BXleft/D

yc＝BY/D

zc＝Bf/D；

6)生成視差圖后，根據傳感器的安裝高度和安裝角度進行三維仿射變換，計算出傳感器視野范圍內所有目標物體的三維空間坐標；

7)對所有進入相機視野的人員及車輛等障礙物目標進行目標檢測、距離跟蹤、判斷，當目標進入檢測區域時，自動分析目標的危險系數；

8)當有危險目標時，通過與PLC可編程控制器相連的RS232端口發出報警信號，或通過報警信號輸出點向聲光報警裝置發出報警控制信號。