CN108675142B - 多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于单目相机的多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法，基于机器视觉技术，通过多高度标定，实现单目相机在不同高度情况下目标位置的精确测量，该多高度标定过程具体为将相机景深范围分为多段，每段高度范围内相机视野按照横向和纵向同样分为多段，相机标定过程中通过在每段景深变化范围内沿横向和纵向分别移动靶标多次，从而建立在不同高度时像素距离和实际距离的数学模型。本发明灵敏度高，实施方便，鲁棒性性强，将极大地提高起重机的运行安全性和工作效率，促进起重机的自动化、数字化和智能化发展。

Description

多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法

技术领域

本发明属于起重机安全控制技术领域，具体涉及一种基于单目相机的多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法。

背景技术

起重机作为一种物流运输工具，可以实现货物的起吊和运输，特别是大型货物的起吊和运输，节省了人力和物力，极大的提高了工作效率，促进了经济的发展。同时，随着工业自动化和数字化水平的发展，特别是变频器的应用，起重机的电气自动化水平得到不断提高，进一步增加了起重机的运行稳定性和安全性。同时，根据变频器在起重机上的实际应用情况可知，在起重机运行机构减速过程，变频器通过改变运行机构运行速度的变化率来实现运行机构的缓慢停止，从而减小了运行机构速度变化冲击，提高了起重机的运行稳定性。同时，起重机在起升过程中，货物的斜拉歪吊将增加起升机构的载荷，降低起升机构卷筒、钢丝绳等的寿命。货物的斜拉起升可能造成货物的滑动、翻转和偏摆等危险工况，严重威胁周围设备和工作人员的安全。现在起重机防斜拉控制技术主要通过限位开关，如光电开关、电阻开关等，限制货物斜拉状态的起升。这种方式已经不能满足起重机快速化和智能化的需求。进一步通过分析起重机开环防摇算法可知，开环防摇算法通过控制起重机大小车的运行来抑制负载的偏摆，即在抑制负载偏摆过程中，大小车将存在一定的减速制动距离。然而减速距离的存在将增加起重机停止位置的不确定性，传统起重机控制过程中，工人以低速控制起重机不断调整来实现负载的精确定位，严重降低了起重机的工作效率。

未来工厂的发展方向为数字化车间和无人工厂，到2020年实现数字化车间和智能工厂普及率20％，起重机将是其中至关重要的一环，因此实现起重机精确定位的自动化和数字化将显得越发重要。同时，为抑制负载的偏摆，起重机开环防摇控制算法得到大量的研究和应用。开环防摇控制算法控制规律为通过控制大小车的运动来抑制负载的偏摆，即在起重机加速过程中通过控制大小车加速运行一段位移来抑制负载的偏摆，或在起重机加速过程通过控制大小车运行一段位移来抑制负载的偏摆。因此为抑制负载的偏摆，大小车将运行一段防摇距离，这将限制起重机开环防摇控制算法的应用范围。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单目相机的多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法，它基于机器视觉技术，通过多高度的标定和测量方法，实现单目相机在不同高度情况下目标位置的精确测量，提高起重机的运行安全性和工作效率，促进起重机的自动化、数字化和智能化发展。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于单目相机的多高度标定测量方法，包括以下步骤：

S1、选定单目相机，并获取其以下参数：相机景深范围内的最大高度Δl、相机的最大横向视野2X、相机的最大纵向视野2Y和相机的最大工作距离l_H；

S2、将靶标放置于单目相机的视野范围和景深范围内，将Δl分为H段，每段高度为Δl_h，h＝1，2，3...H，在每段高度上将一半最大横向视野X分为m段，每段横向距离为ΔX_hi，i＝1，2，3...m，在每段高度上将一半最大纵向视野Y分为n段，每段纵向距离为ΔY_hj，j＝1，2，3...n；

S3、在每段高度上，按照横向运动方向从ΔX_h1向ΔX_hm移动，分别获得靶标图像的横向距离Δu_hi，按照纵向运动方向从ΔY_h1向ΔY_hn移动，分别获得靶标图像的纵向距离Δv_hj；

S4、根据单目相机的标定公式

求解比例因子b、相机内部参数k_xhi和k_yhj、以物理单位表示的图像坐标中的初始坐标u₀和v₀，根据求解后的单目相机的标定公式测量位于该单目相机景深范围和视野范围内的待测物的横向距离ΔX和纵向距离ΔY，ΔX＝f(l_cm、Δu)，ΔY＝f(l_cm、Δv)，其中，l_h为单目相机与靶标之间的距离，l_cm为单目相机与待测物之间的距离，Δu和Δv分别为单目相机测得的待测物图像的横向距离和纵向距离。

按上述技术方案，所述靶标为正方形，将正方形靶标的四个顶点对角相连，并以连线交点为中心作中心圆，以中心圆与两对角线的四个交点作为圆心分别贴圆形小靶标。

相应的，本发明还提供一种基于单目相机的多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法，包括以下步骤：

S1、将单目相机安装在起重机的小车底部，将防斜拉控制的靶标放置在吊钩上，精确定位靶标为移动靶标；

S2、根据上述基于单目相机的多高度标定测量方法，根据起重机的绳长l，单目相机测得的靶标图像的横向距离Δu和纵向距离Δv，结合单目相机的标定公式，求得小车移动距离ΔX和大车移动距离ΔY。

按上述技术方案，所述单目相机配置有光源。

按上述技术方案，所述起重机的卷筒一端安装有用于测量绳长的编码器。

按上述技术方案，防斜拉控制过程中设定小车加速到设定小车运行速度v_c后立即减速情况下，小车最大加速和减速位移的合位移式中t_ca和t_cd分别为小车加减速时间，当ΔX>s_cmax时，小车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔX≤s_cmax时，小车经历加速和减速两个阶段。

按上述技术方案，防斜拉控制过程中设定大车加速到设定大车运行速度v_t后立即减速情况下，大车最大加速和减速位移的合位移

式中t_ta和t_td分别为大车加减速时间；当ΔY>s_tmax时，大车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔY≤s_tmax时，大车经历加速和减速两个阶段。

根按上述技术方案，设定小车精确定位位移为S_pc，小车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时小车匀速时间

按上述技术方案，设定大车精确定位位移为S_pt，大车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时大车匀速时间

本发明产生的有益效果是：本发明基于机器视觉技术，通过多高度标定，实现单目相机在不同高度情况下目标位置的精确测量，该多高度标定过程具体为将相机景深范围分为多段，每段高度范围内相机视野按照横向和纵向同样分为多段，相机标定过程中通过在每段景深变化范围内沿横向和纵向分别移动靶标多次，从而建立在不同高度时像素距离和实际距离的数学模型。另外，将基于单目相机的多高度标定测量方法应用于起重机防斜拉和精确定位，实现了起重机起升过程中的防斜拉控制，实现负载的垂直起升从而提高了起重机的操作安全性和开环防摇控制算法的控制精度，基于机器视觉引导，通过起重机开环防摇控制实现目标位置的精确卸载。

本发明基于单目相机的多高度标定和测量方法实现目标位置的测量，灵敏度高，实施方便，鲁棒性性强，将极大地提高起重机的运行安全性和工作效率，促进起重机的自动化、数字化和智能化发展。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位***示意图；

图2是基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位***相机标定示意图；

图3是基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位***的靶标示意图；

图4是防斜拉控制时小车控制过程示意图；

图5是防斜拉控制时大车控制过程示意图；

图6是无防摇时小车控制过程示意图；

图7是无防摇时大车控制过程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图2所示，一种基于单目相机的多高度标定测量方法，包括以下步骤：

S1、选定单目相机，并获取其以下参数：相机景深范围内的最大高度Δl、相机的最大横向视野2X、相机的最大纵向视野2Y和相机的最大工作距离l_H；

S2、将靶标放置于单目相机的视野范围和景深范围内，将Δl分为H段，每段高度为Δl_h，h＝1，2，3...H，在每段高度上将一半最大横向视野X分为m段，每段横向距离为ΔX_hi，i＝1，2，3...m，在每段高度上将一半最大纵向视野Y分为n段，每段纵向距离为ΔY_hj，j＝1，2，3...n；

S3、在每段高度上，按照横向运动方向从ΔX_h1向ΔX_hm移动，分别获得靶标图像的横向距离Δu_hi，按照纵向运动方向从ΔY_h1向ΔY_hn移动，分别获得靶标图像的纵向距离Δv_hj；

S4、根据单目相机的标定公式：

求解比例因子b、相机内部参数k_xhi和k_yhj、以物理单位表示的图像坐标中的初始坐标u₀和v₀，根据求解后的单目相机的标定公式测量位于该单目相机景深范围和视野范围内的待测物的横向距离ΔX和纵向距离ΔY，即ΔX＝f(l_cm、Δu)，ΔY＝f(l_cm、Δv)，其中，l_h为单目相机与靶标之间的距离，l_cm为单目相机与待测物之间的距离，Δu和Δv分别为单目相机测得的待测物图像的横向距离和纵向距离。

在本发明的优选实施例中，如图3所示，靶标为正方形，将正方形靶标的四个顶点对角相连，并以连线交点为中心作中心圆，以中心圆与两对角线的四个交点作为圆心分别贴圆形小靶标，以提高视觉测量***的测量精度和鲁棒性。

一种基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，如图1、图2所示，包括以下步骤：

S1、将单目相机安装在起重机的小车底部，将防斜拉控制的靶标放置在吊钩上，精确定位靶标为移动靶标；

S2、根据上述基于单目相机的多高度标定测量方法，根据起重机的绳长l，单目相机测得的靶标图像的横向距离Δu和纵向距离Δv，结合单目相机的标定公式，求得小车移动距离ΔX和大车移动距离ΔY。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，单目相机配置有光源。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，起重机的卷筒一端安装有用于测量绳长的编码器。

在本发明的优选实施例中，如图4所示，防斜拉控制过程中设定小车加速到设定小车运行速度v_c后立即减速情况下，小车最大加速和减速位移的合位移式中t_ca和t_cd分别为小车加减速时间，当ΔX>s_cmax时，小车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔX≤s_cmax时，小车经历加速和减速两个阶段；

在本发明的优选实施例中，如图5所示，防斜拉控制过程中设定大车加速到设定大车运行速度v_t后立即减速情况下，大车最大加速和减速位移的合位移

式中t_ta和t_td分别为大车加减速时间；当ΔY>s_tmax时，大车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔY≤s_tmax时，大车经历加速和减速两个阶段。

在本发明的优选实施例中，如图6所示，设定小车精确定位位移为S_pc，小车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时小车匀速时间

在本发明的优选实施例中，如图7所示，设定大车精确定位位移为S_pt，大车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时大车匀速时间

本发明应用于起重机防斜拉和精确定位时，如图1所示，视觉测量***包括编码器8、工控机9、工业相机10和光源11、靶标12，起重机***包括PLC 1、大车变频器2、大车5、小车变频器3、小车6、起升变频器4和起升机构7等，其中PLC与编码器和工控机相连，可以将编码器测量起吊绳长数据传输至工控机，工控机与工业相机相连，利用工业相机采集的靶标图像和编码器测量的绳长，基于多高度标定得到的像素距离和和实际距离的数学模型计算得到目标位置从而确定大小车控制规律，并将其发送至PLC；PLC与大车变频器、小车变频器和起升变频器相连，通过改变变频器频率控制大车、小车和起升机构的分别运行，工业相机和光源安装在小车运行机构下方且光轴方向沿竖直方向。

其定位方法包括以下步骤：

S1、***初始化参数设置：建立工业相机、工控机、PLC和各运行机构之间通信连接，输入大车、小车和起升机构各档位运行速度；

S2、工业相机标定：将靶标放置在竖直中心处，并记为初始位置，工业相机采集初始位置靶标图像并记录其位置，然后沿小车运动方向移动靶标距离ΔX_hi，移动m次，每次移动靶标时工业相机同时采集靶标位置图像，并计算对应靶标图像的距离Δu_hi；沿大车运动方向移动靶标距离ΔY_hj，移动n次，每次移动靶标时工业相机同时采集靶标位置图像，并计算对应靶标图像的距离Δv_hj，最后，根据工业相机标定公式计算可得实际距离与像素距离的视觉测量数学模型；

S3、防斜拉测量过程：起重机起升机构运行，当起吊绳长处于张紧状态时，工业相机实时采集目标靶标图像，并传递给工控机，工控机根据图像处理算法计算得到靶标位置和负载位置之间的距离和方向，进而可得控制大小车实现负载的斜拉水平位移在小车方向和大车方向分别为S_c1和S_t1；

S4、小车方向上的防斜拉控制过程：若S_c1>10mm，小车方向上进行防斜拉控制，根据起重机的运行过程，起重机的防斜拉控制过程分为加速、匀速和减速，或者加速、减速两个过程，根据小车设定参数可知小车最大加速和减速位移的合位移为：

若S_c1＞S_cmax，小车防斜拉控制过程中，将以v_c/t_ca加速运行时间t_ca，然后以v_c运行时间

最后以-v_c/t_cd减速运行时间t_cd后停止；若S_c1≤S_cmax，小车防斜拉控制过程中，将以v_ci/t_ca加速运行时间t₁，最后以-v_ci/t_cd减速运行时间t₂后停止，此时吊钩在负载上方竖直为零；

S5、大车方向上的防斜拉控制过程：若S_t1>10mm，大车方向上进行防斜拉控制，根据起重机的运行过程，起重机的防斜拉控制过程分为加速、匀速和减速，或者加速、减速两个过程，根据大车设定参数可知大车最大加速和减速位移的合位移为：

若S_t1＞S_tmax，大车防斜拉控制过程中，将以v_t/t_ta加速运行时间t_ta，然后以v_t运行时间

最后以-v_t/t_td减速运行时间t_td后停止；若S_t1≤S_tmax，大车防斜拉控制过程中，将以v_ti/t_ta加速运行时间t₃，最后以-v_ti/t_td减速运行时间t₄后停止，此时吊钩在负载上方竖直为零；

S6、若S_t1<10mm和S_c1<10mm，起重机起升机构动作自动控制负载起升至安全高度；

S7、小车精确定位测量和控制过程：设定小车精确定位位移为S_pc。精确定位过程中通过将精确定位靶标放置在目标位置，当工业相机采集到精确定位靶标图像时，以v_c匀速时间运行然后以-v_c/t_cd减速运行时间t_cd后停止，停止位置为目标位置；

S8、大车精确定位测量和控制过程：设定大车精确定位位移为S_pt。精确定位过程中通过将精确定位靶标放置在目标位置，当工业相机采集到精确定位靶标图像时，以v_t匀速时间运行然后以-v_t/t_td减速运行时间t_td后停止，停止位置为目标位置；

S9、开防摇时精确定位控制过程：负载位置与目标位置之间的距离在大车方向和小车方向的距离分别为S_t和S_c，开环防摇的加速距离和减速距离之和在大车和小车方向上为S_ot和S_oc，当S_t<S_ot或S_c<S_oc时，通过采用低速运行控制策略进行控制；当S_t>S_ot或S_c>S_oc时，起重机在S_t＝S_ot时，大车开始减速防摇控制；S_c＝S_oc时，小车开始减速防摇控制，当大车和小车减速至停止时负载在目标位置正上方；

S10、起升机构再次动作将负载放置目标位置。

基于单目相机的多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法的步骤S1～S10应理解只是为了说明本单目相机的多高度标定和测量方法机器在起重机安全控制中的应用，包括基于机器视觉引导的起重机防斜拉控制***和基于开环防摇时的起重机精确定位***的全部实施过程，在实际应用中只需要根据使用需求在安装调试过程中进行初始设定即可。

以下详细介绍本发明各部件的工作原理。

工业相机通过Gige方式将采集图像信息传输至工控机，工控机通过USB 485串口通信方式将靶标位置信息发送至控制中心PLC，最终PLC通过Profinet或者Profibus-DP等通信方式控制大小车和起升变频器运行。

工业相机标定：根据视觉测量原理可知，工业相机同时投影模型由图像坐标系、摄像机坐标系(x，y，z)和世界坐标(X_w，Y_w，Z_w)三大坐标系组成，其中图像坐标系又包括以像素为单位的图像坐标系(u，v)和以物理单位表示的图像坐标系(X，Y)。考虑到起重机实际应用过程中，只需要计算负载位置和目标位置之间的相对距离，因此可以忽略起重机在世界坐标系中的变化。同时考虑到起重机大车和小车之间运动相互独立，从而有工业相机在大车和小车方向上的标定规律相同，则有假定起重机工作空间高度为h，工业相机标定公式为：

式中，b为比例因子，k_xhi和k_yhj为相机内部参数，u₀和v₀为以物理单位表示的图像坐标中的初始坐标，l_n为起重机起吊绳长，m为相机视野范围横向分段数，i为相机视野范围的第i段；n为相机视野范围纵向分段数，j为相机视野的第j段；H为相机景深范围分段数。

视觉测量数学模型的确定：在相机最大视野和景深范围内，根据起重机实际应用需求确定工作高度l_H和视野最大横向距离为2s_max，负载高度变化范围为Δl，则有负载最大斜拉角度为tanθ_max＝s_max/l_n，进而有Δl的每段高度为

i＝1，2，...，n，n≥2，同时在每段高度上将相机视野范围分为多段，即相机视野横向范围的小车运动方向上每段距离为ΔX_hi，相机视野纵向范围的大车运动方向上每段距离为ΔY_hj，实际标定过程在每段景深高度上分别沿小车方向和大车方向移动靶标距离ΔX_wi和ΔY_hj，分别移动m和n次，每次移动靶标时工业相机同时采集靶标位置图像，并计算对应靶标图像的距离Δu_hi和Δv_hj，最后，根据工业相机标定公式计算可得实际距离与像素距离的视觉测量数学模型。

视觉测量方法设计：为提高视觉测量***的测量精度和鲁棒性，基于几何对称性设计了四靶标特征点靶标。具体地，将正方形靶标的四个顶点对角相连，并以连线交点为中心作圆，选择圆与两对角线的焦点作为四个靶标特征点的中心，且每个靶标特征点为大小相同的圆形。若工业相机采集靶标图像含有四个靶标特征点，则有通过图像处理将得到每个靶标特征点的中心坐标，并分别计算两两靶标特征点中心坐标之间的距离，并分别进行比较，将两最长距离对应的两坐标点的中心点取平均值从而得到目标位置；若工业相机采集到三个靶标特征点图像，则通过图像处理分别得到每个特征点中心位置，并分别计算两两特征点中心坐标之间的距离，然后对坐标距离进行判断，将最长距离对应两靶标特征点的中点坐标记为目标位置。若工业相机采集到两个靶标特征点图像，则通过图像处理分别得到每个特征点中心坐标，并计算两靶标特征点中心坐标的中点坐标从而得到目标位置。若工业相机采集到一个靶标特征点图像，则通过图像处理得到特征点中心坐标从而得到目标位置。

起重机防斜拉控制策略确定：根据起重机的运行过程，起重机的精确过程分为加速、匀速和减速，或者加速、减速两个过程。同时，起重机***中，大车运行速度v_t、加减速时间t_ta、t_td，小车运行速度v_c、小车加减速时间t_ca、t_cd为***设定参数，则有本精确定位***选择大小车运输位移S_t、S_c作为判定条件。根据小车设定参数可知小车最大加速和减速位移的合位移为：

则有在小车加速、匀速和减速过程中，小车匀速时间t_cv计算公式为

进而有小车加速和匀速时，小车加速时间t₁和t₂

同理根据大车设定参数可知大车最大加速和减速位移的合位移为：

则有在大车加速、匀速和减速过程中，大车匀速时间t_tv计算公式为进而有大车加速和匀速时，大车加速时间t₃和减速时间t₄满足下式：

小车精确定位测量和控制策略确定：设定小车精确定位位移为S_pc，小车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时小车匀速时间

大车精确定位测量和控制策略确定：设定大车精确定位位移为S_pt，大车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时大车匀速时间

开防摇时精确定位控制策略确定：负载位置与目标位置之间的距离在大车方向和小车方向的距离分别为S_t和S_c，开环防摇的加速距离和减速距离之和在大车和小车方向上为S_ot和S_oc。当S_t<S_ot或S_c<S_oc时，通过采用低速运行控制策略进行控制。当S_t>S_ot或S_c>S_oc时，根据起重机开环防摇的特性，即起重机加速防摇控制过程和减速防摇控制过程相同，起重机精确定位***将根据起重机大小车加速防摇过程中的运行距离得到起重机大小车减速防摇过程中的运行距离S₁、S₂。

本发明通过将相机景深范围分为多段，每段相机景深范围内的视野范围沿横向和纵向分别移动靶标多次，从而建立在不同高度时像素距离和实际距离的数学模型；基于单目相机的多高度标定和测量方法，基于机器视觉技术，通过多高度的标定，实现单目相机在不同高度情况下目标位置的精确测量；实际应用过程中通过将正方形靶标上布置多个靶标特征点，不同靶标特征点之间按照几何对称分布进一步提高了视觉测量算法的鲁棒性；最终利用基于单目相机的多高度标定和测量方法，实现了起重机起升过程中的防斜拉控制，并通过起重机运动规律的控制，实现卸载过程的精确定位。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于单目相机的多高度标定测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选定单目相机，并获取其以下参数：相机景深范围内的最大高度Δl、相机的最大横向视野2X、相机的最大纵向视野2Y和相机的最大工作距离l_H；

S2、将靶标放置于单目相机的视野范围和景深范围内，将Δl分为H段，每段高度为Δl_h，h＝1，2，3...H，在每段高度上将一半最大横向视野X分为m段，每段横向距离为ΔX_hi，i＝1，2，3...m，在每段高度上将一半最大纵向视野Y分为n段，每段纵向距离为ΔY_hj，j＝1，2，3...n；

S3、在每段高度上，按照横向运动方向从ΔX_h1向ΔX_hm移动，分别获得靶标图像的横向距离Δu_hi，按照纵向运动方向从ΔY_h1向ΔY_hn移动，分别获得靶标图像的纵向距离Δv_hj；

S4、根据单目相机的标定公式

求解比例因子b、相机内部参数k_xhi和k_yhj、以物理单位表示的图像坐标中的初始坐标u₀和v₀，根据求解后的单目相机的标定公式测量位于该单目相机景深范围和视野范围内的待测物的横向距离ΔX和纵向距离ΔY，ΔX＝f(l_cm、Δu)，ΔY＝f(l_cm、Δv)，其中，l_h为单目相机与靶标之间的距离，l_cm为单目相机与待测物之间的距离，Δu和Δv分别为单目相机测得的待测物图像的横向距离和纵向距离。

2.根据权利要求1所述的基于单目相机的多高度标定测量方法，其特征在于，所述靶标为正方形，将正方形靶标的四个顶点对角相连，并以连线交点为中心作中心圆，以中心圆与两对角线的四个交点作为圆心分别贴圆形小靶标。

3.一种基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将单目相机安装在起重机的小车底部，将防斜拉控制的靶标放置在吊钩上，精确定位靶标为移动靶标；

S2、根据权利要求1所述的基于单目相机的多高度标定测量方法，根据起重机的绳长l，单目相机测得的靶标图像的横向距离Δu和纵向距离Δv，结合单目相机的标定公式，求得小车移动距离ΔX和大车移动距离ΔY。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，所述单目相机配置有光源。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，所述起重机的卷筒一端安装有用于测量绳长的编码器。

6.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，防斜拉控制过程中设定小车加速到设定小车运行速度v_c后立即减速情况下，小车最大加速和减速位移的合位移

式中t_ca和t_cd分别为小车加减速时间，当ΔX>s_cmax时，小车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔX≤s_cmax时，小车经历加速和减速两个阶段。

7.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，防斜拉控制过程中设定大车加速到设定大车运行速度v_t后立即减速情况下，大车最大加速和减速位移的合位移

式中t_ta和t_td分别为大车加减速时间；当ΔY>s_tmax时，大车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔY≤s_tmax时，大车经历加速和减速两个阶段。

8.根据权利要求6所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，设定小车精确定位位移为S_pc，小车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时小车匀速时间

9.根据权利要求7所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，设定大车精确定位位移为S_pt，大车精确定位过程中经历匀速和减速两个阶段，此时大车匀速时间

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