CN100542868C - 往复式索道客车视觉减速控制***及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种往复式索道客车视觉减速控制***及其方法。它解决了目前索道客车的运行减速控制***易损坏，维修难，运行成本高，且整个控制过程不具备可视性等问题，具有检测快捷，使用方便，能有效降低运行成本，提高运行稳定性等优点，其结构为：它包括缆绳及与缆绳连接的客车，在索道站上设有至少一台与客车相配合的彩色摄像装置，该彩色摄像装置通过图像采集卡与计算机连接，计算机将软件处理后的图像信息通过数据采集卡I/O与减速执行机构连接，计算机利用软件在模板图像上设置一对检测线，它们与缆绳上客车减速点位置相对应。

Description

往复式索道客车视觉减速控制***及其方法

技术领域

本发明涉及一种索道客车的运行控制***及方法，尤其涉及一种往复式索道客车视觉减速控制***及其方法。

背景技术

目前在往复式客运索道中，客车的运行速度一般为2-6米/秒。客车的运行有一个加速、匀速、减速的过程。客车进站时，减速运行至到位停车。减速点的有效设置是索道客车安全运行的重要内容。为防止冲站，客车通过减速点时，必须减速运行是电气控制***中的重要环节。传统方法是在承载索上安装减速开关或者在控制程序中用脉冲计数。前者易损坏需定期更换，增加运行成本，且维修时需高空作业，有一定安全风险。后者需精确计算。两者对客车进站情况以及运行过程均不具备可视性。

发明内容

本发明的目的就是为了解决目前索道客车的运行减速控制***易损坏，维修难，运行成本高，且整个控制过程不具备可视性等问题，提供一种具有检测快捷，使用方便，能有效降低运行成本，提高运行稳定性等优点的往复式索道客车视觉减速控制***及其方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种往复式索道客车视觉减速控制***，它包括缆绳及与缆绳连接的客车，在索道站上设有至少一台与客车相配合的彩色摄像装置，该彩色摄像装置通过图像采集卡与计算机连接，计算机将软件处理后的图像信息通过数据采集卡I/O与减速执行机构连接，计算机利用软件在模板图像上设置一对检测线，它们与缆绳上客车减速点位置相对应。

所述客车为车体颜色为单色的客车。

一种往复式索道客车视觉减速控制***的控制方法，它的方法为：

1)客车运行至减速位置停车，彩色摄像装置采集此时图像作为模板图像；

2)模板图像上设置一对垂直检测线，检测线长度应等于或者略长于模板图像中客车的垂直高度，检测线的位置设置原则以与客车颜色色调一致的像素点数目最多为宜；色调的一致性可依据HSV颜色空间模型，据此确定像素色调阈值TP，两条检测线的位置分别靠近车体的左右两侧，间隔距离以超过车体宽度的1/2为宜；上述长度、高度、宽度、距离等的度量单位为像素(Pixel)；

3)在不同光照条件下，对模板图像中检测线上的与客车颜色色调一致的像素点数目进行统计，选取3—5个低值，再取其均值作为像素点数目阈值LP；

4)客车运行，彩色摄像装置采集图像信息；

5)图像信息送入计算机，计算机利用软件对图像进行处理，得到图像的RGB三基色空间；

6)将图像的RGB三基色空间转换为HSV颜色空间；

7)计算机对两检测线统计颜色色调在阈值TP范围内的像素点目CP；

8)计算机统计两检测线点数CP是否都达到点数阈值LP；如未都达到，则返回步骤4)继续进行图像采集；如达到，则判断两检测线哪个先达到点数阈值LP；

9)计算机根据检测线达到点数阈值LP的先后，判断出客车是上行还是下行。如果是上行则对减速执行机构发出相应的控制命令。

本发明通过安装在索道站上的监测CCD彩色摄像机摄取进站的客车的图像，传输给监控主机，由研发的软件***对图像进行处理，检测出客车行进到预定减速位置时发出减速信号，通过I/O驱动执行机构进行减速操作，保障客车安全进站。整个过程中，客车进出站图像和索道其他重点部位如线路、机房等处图像可以实时显示在主机画面，方便操作人员对索道运行情况进行全面监控。

索道客车车体的颜色多为红色或者黄色等鲜艳颜色，与周围的环境色彩有着很大的差异。因此充分利用颜色信息，选择合适的颜色空间有助于快速实现对客车是否达到进站减速位置的判定。图像采集后经处理首先得到是RGB三基色。RGB是一种应用比较广泛的颜色模型，与其他的颜色模型(YUV、CMY、HSV等)能够比较方便地进行相互转化。但是RGB色彩模式也有它的局限性，如容易受到光照的影响。由于索道线路上不同时间的光照强度不同，使得同一种颜色的R、G、B值在减速点位置处不同时间时可能有较大的变化。

HSV色彩空间比RGB模式更能适应光照强度变化的场合。因此，本发明将使用HSV颜色模型作为客车颜色判别的特征空间。其中：色调H(Hue)为检测客车颜色的主要依据，主要是因为H较不容易受到光线的强弱的影响；S代表颜色中的饱和度(Saturation)，其值在0到1之间；V代表颜色的明暗度(Value)，其值在0到1之间。

预先设定客车到达减速位置时的左右两条检测线。客车运行过程中，对采取的连续图像中两条检测线上的像素HSV颜色值统计，统计出像素色调属于客车车体颜色色调范围的像素点数量CP，如果CP达到设定像素点数量阈值LP，则认为客车到达减速位置；再通过两条检测线达到检测阈值的先后顺序，判定客车目前的状态是上行(进站)还是下行(离站)，如果是上行(进站)，则发出减速信号，通过I/O驱动执行机构进行减速操作，保障客车安全进站。

本发明的有益效果是：它提供了一种索道客车进站减速控制的新方法。它运用机器视觉技术使客车在指定的距离内实现减速，达到安全运行的目的，可取代在承载索上安装减速开关或者在控制程序中用脉冲计数等传统方法，提高可靠性。该方法因无需在索道绳索上设置减速开关，一方面节约了因更换开关造成的成本开支，一方面因没有高空作业而回避了设备维护时可能存在的风险。且客车进站以及运行过程情况实时可视，兼顾安全监控。

附图说明

图1为本发明***结构示意图；

图2为本发明检测线位置设置示意图；

图3为以右侧正红色客车进站为例给出的视觉减速控制流程图。

其中，1.客车，2.缆绳，3.彩色摄像装置，4.图像采集卡，5.计算机，6.数据采集卡，7.减速执行机构，8.检测线。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

图1、图2中，本发明的***组成为：它包括缆绳2及与缆绳2连接的客车1，在索道站上则设有至少一台与客车1相配合的彩色摄像装置3，该彩色摄像装置3通过图像采集卡4与计算机5连接，计算机5将软件处理后的图像信息通过数据采集卡6I/O与减速执行机构7连接。图像采集卡为彩色图像采集卡，型号为DH-CG410或者DH-QP300等。数据采集卡为继电器输出的数据采集卡，型号为研华PCI1761等。计算机5利用软件在其采集的模板图像中设置一对检测线8，它们与缆绳2上客车1的减速点位置相对应。客车1的车体应为单色。

本发明的控制方法为：

1)客车运行至减速位置停车，彩色摄像装置采集此时图像作为模板图像；

2)模板图像上设置一对垂直检测线。检测线长度应等于或者略长于模板图像中客车的垂直高度。检测线的位置设置原则以与客车颜色色调一致的像素点数目最多为宜。色调的一致性可依据HSV颜色空间模型，据此确定像素色调阈值TP。两条检测线的位置分别靠近车体的左右两侧，间隔距离以超过车体宽度的1/2为宜。上述长度、高度、宽度、距离等的度量单位为像素(Pixel)。

3)在不同光照条件下，对模板图像中检测线上的与客车颜色色调一致的像素点数目进行统计，选取3—5个低值，再取其均值作为像素点数目阈值LP。

4)客车运行，彩色摄像装置采集图像信息。

5)图像信息送入计算机，计算机利用软件对图像进行处理，得到图像的RGB三基色空间。

6)将图像的RGB三基色空间转换为HSV颜色空间。

7)计算机对两检测线统计颜色色调在阈值TP范围内的像素点目CP。

8)计算机统计两检测线点数CP是否都达到点数阈值LP；如未都达到，则返回步骤4)继续进行图像采集；如达到，则判断两检测线哪个先达到点数阈值LP。

9)计算机根据检测线达到点数阈值LP的先后，判断出客车是上行还是下行。如果是上行则对减速执行机构发出相应的控制命令。

Claims (1)

1、一种往复式索道客车视觉减速控制***的控制方法，其特征是：它的步骤为：

1)客车运行至减速位置停车，彩色摄像装置采集此时图像作为模板图像；

2)模板图像上设置一对垂直检测线，检测线长度应等于或者略长于模板图像中客车的垂直高度，检测线的位置按照与客车颜色色调一致的像素点数目最多处设置；色调的一致性按照HSV颜色空间模型，据此确定像素色调阈值TP，两条检测线的位置分别靠近车体的左右两侧，间隔距离超过车体宽度的1/2；上述长度、高度、宽度、距离等的度量单位为像素Pixel；

3)在不同光照条件下，对模板图像中检测线上的与客车颜色色调一致的像素点数目进行统计，选取3—5个低值，再取其均值作为像素点数目阈值LP；

4)客车运行，彩色摄像装置采集图像信息；

5)图像信息送入计算机，计算机利用软件对图像进行处理，得到图像的RGB三基色空间；

6)将图像的RGB三基色空间转换为HSV颜色空间；

7)计算机对两检测线统计颜色色调在阈值TP范围内的像素点目CP；

8)计算机统计两检测线点数CP是否都达到点数阈值LP；如未都达到，则返回步骤4)继续进行图像采集；如达到，则判断两检测线哪个先达到点数阈值LP；

9)计算机根据检测线达到点数阈值LP的先后，判断出客车是上行还是下行，如果是上行则对减速执行机构发出相应的控制命令。

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