[發明專利]基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測方法及裝置

在審

• 申請號: 202110221125.7
• 申請日: 2021-02-26
• 公開（公告）號: CN112927205A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 祝鋒;劉敏;肖漢斌;秦佳樂;鄒晟;許昌
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/73;G06T7/33;G06T5/00
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 鄭勤振

1.一種基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測方法，其特征在于，包括：

獲取臂架平面以及垂直臂架平面上鋼絲繩的圖像；

對獲取的圖像進行圖像畸變糾正、圖像畸變平滑增強和圖像配準處理；

將處理后的圖片進行特征識別提取鋼絲繩特征圖像；

將所獲得的鋼絲繩特征圖像與鋼絲繩在吊載垂直狀態下的基準圖像進行對比，判斷鋼絲繩的偏擺方向，并計算出鋼絲繩在臂架平面以及垂直臂架平面偏擺角的大小；

實時輸出鋼絲繩偏擺角。

2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測方法，其特征在于，當鋼絲繩在臂架平面或垂直臂架平面偏擺角大于設定的閾值時進行預警。

3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測方法，其特征在于，獲取臂架平面以及垂直臂架平面上鋼絲繩的圖像的相機設置在自動保持水平的相機云臺上。

4.根據權利要求1所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測方法，其特征在于，規定鋼絲繩在臂架平面內的偏擺方向為x方向且向外偏擺為x軸正向，在垂直臂架平面內的偏擺方向為y方向并且逆時針為y軸正向，通過下述方法獲得鋼絲繩的綜合偏擺角度θ：

式中：c——鋼絲繩偏擺后在水平面即xoy面內的投影長度

h——鋼絲繩豎直狀態下的校準長度

式中：a——c在x方向的投影長度

b——c在y方向的投影長度

a＝l_xsinθ_x

式中:l_x——鋼絲繩在xoz面內投影長度

θ_x——鋼絲繩在x方向偏擺角度

b＝l_ysinθ_y

式中:l_y——鋼絲繩在yoz面內投影長度

θ_y——鋼絲繩在y方向偏擺角度

得鋼絲繩的綜合偏擺角θ

5.一種基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測裝置，其特征在于，包括：

相機，用于獲取臂架平面以及垂直臂架平面上鋼絲繩的圖像；

圖像處理模塊，用于對獲取的圖像進行圖像畸變糾正、圖像畸變平滑增強和圖像配準處理；

圖像特征識別提取模塊，用于將處理后的圖片進行特征識別提取鋼絲繩特征圖像；

圖像匹配模塊，用于將所獲得的鋼絲繩特征圖像與鋼絲繩在吊載垂直狀態下的基準圖像進行對比；

鋼絲繩偏擺量計算模塊，用于根據所述圖像匹配模塊的對比結果判斷鋼絲繩的偏擺方向，

并計算出鋼絲繩在臂架平面以及垂直臂架平面偏擺角的大小；

輸出模塊，用于實時輸出鋼絲繩偏擺角。

6.根據權利要求5所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測裝置，其特征在于，還包括當鋼絲繩在臂架平面或垂直臂架平面偏擺角大于設定的閾值時進行預警的偏擺角度預警模塊。

7.根據權利要求5所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測裝置，其特征在于，所述相機設置在自動保持水平的相機云臺上。

8.根據權利要求5所述的基于機器視覺的門座起重機鋼絲繩偏擺監測裝置，其特征在于，規定鋼絲繩在臂架平面內的偏擺方向為x方向且向外偏擺為x軸正向，在垂直臂架平面內的偏擺方向為y方向并且逆時針為y軸正向，通過下述方法獲得鋼絲繩的綜合偏擺角度θ：

式中：c——鋼絲繩偏擺后在水平面即xoy面內的投影長度

h——鋼絲繩豎直狀態下的校準長度

式中：a——c在x方向的投影長度

b——c在y方向的投影長度

a＝l_xsinθ_x

式中：l_x——鋼絲繩在xoz面內投影長度

θ_x——鋼絲繩在x方向偏擺角度

b＝l_ysinθ_y

式中：l_y——鋼絲繩在yoz面內投影長度

θ_y——鋼絲繩在y方向偏擺角度

得鋼絲繩的綜合偏擺角θ