[發(fā)明專(zhuān)利]一種基于雙目視覺(jué)的橋式起重機(jī)吊裝防斜拉監(jiān)測(cè)與自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)及方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011334578.2
• 申請(qǐng)日: 2020-11-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112340608A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 何禎鑫;李衛(wèi)華;王欣;劉春桐;馮永保;李良
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): B66C13/48
• 分類(lèi)號(hào): B66C13/48;B66C13/46;B66C13/06;B66C13/16
• 代理公司: 西安通大專(zhuān)利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

1.一種基于雙目視覺(jué)的橋式起重機(jī)吊裝防斜拉監(jiān)測(cè)與自動(dòng)對(duì)中方法，其特征在于，基于一種基于雙目視覺(jué)的橋式起重機(jī)吊裝防斜拉監(jiān)測(cè)與自動(dòng)對(duì)中系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括雙目視覺(jué)圖像采集系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)和PLC變頻控制系統(tǒng)，其中，所述雙目視覺(jué)圖像采集系統(tǒng)用于采集吊鉤位置圖像信息，并將采集到的圖像信息傳輸至圖像處理系統(tǒng)；所述圖像處理系統(tǒng)用于對(duì)接收到的圖像信息進(jìn)行處理，用以計(jì)算吊鉤的位置信息和斜拉角度，并將得到的吊鉤的位置信息和斜拉角度傳輸至PLC變頻控制系統(tǒng)；所述PLC變頻控制系統(tǒng)用于根據(jù)接收到的吊鉤的位置信息和斜拉角度，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行防搖擺控制；

該方法包括以下步驟：

步驟1，對(duì)吊裝鋼絲繩進(jìn)行預(yù)拉緊監(jiān)測(cè)及調(diào)整；

步驟2，分別計(jì)算吊鉤和鋼絲繩起吊點(diǎn)的三維坐標(biāo)；根據(jù)得到的吊鉤和鋼絲繩起吊點(diǎn)的三維坐標(biāo)計(jì)算吊鉤斜拉角度；

步驟3，根據(jù)步驟2中得到的吊鉤斜拉角度分別計(jì)算吊鉤偏離小車(chē)方向的水平夾角、吊鉤偏離大車(chē)方向的水平夾角以及鋼絲繩起吊點(diǎn)與吊鉤之間的對(duì)中偏差值；

步驟4，根據(jù)步驟3中得到的吊鉤偏離小車(chē)方向的水平夾角和吊鉤偏離大車(chē)方向的水平夾角判斷吊點(diǎn)與吊鉤之間是否需要自動(dòng)對(duì)中，若吊點(diǎn)與吊鉤之間需要自動(dòng)對(duì)中，則進(jìn)入步驟5；否則，進(jìn)入步驟2；

步驟5，根據(jù)步驟3得到的鋼絲繩起吊點(diǎn)與吊鉤之間的對(duì)中偏差值對(duì)吊點(diǎn)與吊鉤進(jìn)行自動(dòng)對(duì)中；

步驟2中，計(jì)算吊鉤的三維坐標(biāo)，具體方法是：

S1，采集吊鉤的圖像信息；

S2，設(shè)定O_ωX_ωY_ωZ_ω為世界坐標(biāo)系；O為鋼絲繩起吊點(diǎn)；A₁為鋼絲繩起吊點(diǎn)在地面的投影點(diǎn)；T為吊鉤中心點(diǎn)，l為鋼絲繩起吊長(zhǎng)度；

S3，采用張正有標(biāo)定法對(duì)相機(jī)進(jìn)行標(biāo)定，得到相機(jī)參數(shù)；

S4，采用雙目視覺(jué)測(cè)量方法，結(jié)合最小二乘法求得吊鉤的三維坐標(biāo)；

計(jì)算鋼絲繩起吊點(diǎn)的三維坐標(biāo)，具體方法是：

首先，起重機(jī)靜止時(shí)，定義雙目視覺(jué)測(cè)量系統(tǒng)中的其中一個(gè)相機(jī)坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系，該相機(jī)的光心坐標(biāo)為(0，0，0)；鋼絲繩起吊點(diǎn)O的坐標(biāo)為(x₀,y₀,z₀)；起吊點(diǎn)至地面的鉛垂線為OL；在鉛垂線OL上標(biāo)出M、N、R三點(diǎn)，其三維坐標(biāo)分別為M(a₁,a₂,a₃)，N(b₁,b₂,b₃)，R(c₁,c₂,c₃)；

接著，通過(guò)雙目視覺(jué)測(cè)距原理測(cè)得M、N、R三點(diǎn)的世界坐標(biāo)；

最后，求解方程組，得到起鋼絲繩起吊點(diǎn)O的三維坐標(biāo)(x₀,y₀,z₀)：

其中，l₁＝OM；l₂＝ON；l₃＝OR；

計(jì)算吊鉤斜拉角度，具體方法是：

根據(jù)吊鉤的三維坐標(biāo)和鋼絲繩起吊點(diǎn)的三維坐標(biāo)，結(jié)合幾何關(guān)系分別計(jì)算得到吊鉤的斜拉角度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于雙目視覺(jué)的橋式起重機(jī)吊裝防斜拉監(jiān)測(cè)與自動(dòng)對(duì)中方法，其特征在于，步驟1中，吊裝鋼絲繩的拉緊力范圍為[T₀,T₀(1+30％)]，其中，T₀為鋼絲繩重量。