CN112033373A - 一种龙门架吊具的姿态检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种龙门架吊具的姿态检测方法,对吊具进行实时检测,通过图像处理算法,识别紫光灯在图像中的位置,实现坐标转换根据图像中紫光灯前后的距离计算出紫光灯在图像捕捉设备坐标系中的坐标,计算出该吊具的几何中心在图像坐标系下的坐标,从而得到该吊具相对该参考点坐标在大、小车方向上的实时偏移。
Description
技术领域
本发明涉及吊具姿态检测领域,特别是涉及一种龙门架吊具的姿态检测方法。
背景技术
随着我国智慧物流行业的飞速发展,极大的促进了港口集装箱的吞吐量.提高港口操作效率的一个关键因素在于起重机在操作吊具的过程中,将吊具锁头精确对准集装箱角件。
由于风、冲击及不均匀的负荷可能会引起吊具偏斜的振动,而且,由于吊具频繁地进行起吊,平移,落吊等动作,不可避免地会存在吊具摆幅过大的现象,从而产生安全隐患。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种龙门架吊具的姿态检测方法,具有可靠性能高、定位精确等优点,同时在吊具姿态检测的应用及普及上有着广泛的市场前景。
为解决上述技术问题,本发明采用的一个技术方案是:
提供一种龙门架吊具的姿态检测方法,其步骤包括:
(1)在吊具上安装用于实时位置判断的标识灯;
(2)设置吊具在不同高度时的图像像素与实际长度之间的对应比例,设置吊具的偏移阈值范围;
(3)获取吊具静止状态的图像;根据对应比例得到每个标识灯在识别设备中的坐标系上的静态坐标;根据静态坐标得到吊具中心的中心坐标;将静态坐标或中心坐标设置为参考点;
(4)实时获取标识灯的图像,并根据对应比例得到每个标识灯在坐标系中的实时坐标;根据实时坐标得到吊具中心的中心实时坐标;根据参考点与中心实时坐标或实时坐标,得到吊具相对参考点的实时偏移,从而得到吊具的实际位置。
在本发明一个较佳实施例中,所述识别灯为紫光灯。
在本发明一个较佳实施例中,在工业相机上安装与标识灯配合的滤光片。
在本发明一个较佳实施例中,标识灯安装在吊具的中心点、中线、四角或周边上。
在本发明一个较佳实施例中,两盏标识灯对称设置于吊具的中线上。
在本发明一个较佳实施例中,图像识别设备实时识别并在图像上实时定位出标识灯。
在本发明一个较佳实施例中,在吊具上安装用于判断的标识灯时,获取每个标识灯与吊具中心的距离。
在本发明一个较佳实施例中,在步骤(3)中,根据对应比例将图像中的吊具中心与参考点之间的像素转换为吊具中心与参考点的实际距离,从而得到吊具中心与参考点之间的实际偏差距离。
在本发明一个较佳实施例中,根据静态坐标以及实际像素间距,得到吊具中心的中心静态坐标,并将中心静态坐标设置为参考点;根据实时坐标以及实际像素间距,得到吊具中心的中心实时坐标。
在本发明一个较佳实施例中,当实时偏移量大于预设的偏移阈值时,吊具为待调整姿态,吊具不下放,当实时偏移量小于或等于预设的偏移阈值时,吊具为可实施姿态,可以将吊具下放进行工作。
本发明的有益效果是:有利于准确、快速地判断吊具的姿态,提高吊具锁头锁孔的精准性和高效性,提高港口作业效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图,其中:
图1是本发明的一种龙门架吊具的姿态检测方法中一种紫光灯位置示意图。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1,本发明实施例包括:
一种龙门架吊具的姿态检测方法,对吊具进行实时检测,通过图像处理算法,识别紫光灯在图像中的位置,实现坐标转换根据图像中紫光灯前后的距离计算出紫光灯在图像捕捉设备坐标系中的坐标,计算出该吊具的几何中心在图像坐标系下的坐标,从而得到该吊具相对该参考点坐标在大、小车方向上的实时偏移。
一种龙门架吊具的姿态检测方法,其具体步骤包括:
(1)在吊具上安装用于判断的标识灯1,在安装时,可以同时得到每个标识灯与吊具中心的距离;
(1.1)为了抗室外环境光照干扰,标识灯可以采用紫光灯,同时在工业相机加装对应波长的滤光片。
(1.2)在吊具上设置标识灯的安装标定位置,其中,安装标定位置可以设置在吊具的中心点、中线、四角、周边等不同位置上。
(1.3)将标识灯均匀设置在安装标定位置上,例如:
(a)当安装标定位置设置在吊具的中心点时,可以在安装标定位置安装一盏标识灯。
(b)当安装标定位置设置在吊具的中线时,可以在中线上对称的设置两盏标识灯。
(c)当安装标定位置设置在吊具的四角时,可以在每个角上各安装一盏标识灯。
(d)当安装标定位置设置在吊具的周边时,可以将多盏标识灯均匀的安装在吊具上。
(2)通过图像处理算法,实时检测紫光灯,识别标识灯在图像中的位置,以判断吊具姿态,确保作业安全。
(2.1)设置吊具在不同高度时的图像识别设备中的像素与实际长度之间的对应比例,可以根据对应比例,将标识灯与吊具中心的距离转换为坐标中的包含的实际像素,以方便计算吊具中心在图像中的坐标;设置偏移阈值的范围。
(2.2)图像捕捉设备获取吊具静止并正对箱孔时的图像;图像识别设备识别并定位出标识灯,同时根据对应比例得到每个标识灯在坐标系中的静态坐标;根据静态坐标以及实际像素,得到吊具中心的中心静态坐标;将静态坐标或中心静态坐标设置为参考点。
(2.3)图像捕捉设备实时获取标识灯的图像,并将图像发送至图像识别设备;图像识别设备实时获取标识灯的图像并定位到紫光灯,在图像上的紫光灯上标注出红框,并根据对应比例得到每个标识灯在坐标系中的实时坐标。
(2.4)根据实时坐标以及实际像素,得到吊具中心的中心实时坐标,其中,由于吊具结构的限制,一般吊具只会按照一个方向平移或旋转,这时,通过位移、函数等多种不同的计算方式来得到中心点的坐标。
(2.5)根据参考点与实时坐标或中心实时坐标,得到吊具相对参考点的实时偏移像素,根据对应比例将实时偏移像素转换为标识灯或吊具中心与参考点的实际偏差距离。
(2.6)当实际偏差距离大于预设的阈值时,吊具为待调整姿态,吊具不下放,当实际偏差距离小于或等于预设的阈值时,吊具为可实施姿态,可以将吊具下放进行集装箱的调取工作。
具体实施例一
一种龙门架吊具的姿态检测方法,具体步骤包括:
(1)在吊具上安装紫光灯,在工业相机加装滤光片,其中,紫光灯安装对称安装在吊具的中线上。
(2)设置下列参数:吊具距离地面的距离为集装箱高的3倍时,标定图像中的一个像素间距对应实际吊具平面的0.3cm(即3㎜包含一个像素);设置偏移阈值为实际平面中的1cm。
(3)图像捕捉设备获取吊具正对箱孔时标识灯的图像,并将图像发送至图像识别设备;图像识别设备根据对应比例得到每个标识灯在坐标系中的静态坐标为(95,95),并将静态坐标(95,95)设置为参考点。
(4)实际作业时,当吊具高度为集装箱高的3倍时,图像捕捉识别设备实时获取标识灯的图像并定位到紫光灯,在图像上的紫光灯上标注出红框(参照附图1,黑框即代表了紫光灯的位置),并测得标识灯在坐标系中的实时坐标为(98,128)。
(5)对比静态坐标和实时坐标,标识灯在X方向相差3个像素,3个像素对应的实际偏差距离是3*0.3 =0.9cm,小于偏移阈值的1cm,但是标识灯在Y方向上的坐标相差个33像素,对应实际偏差33*0.3=9.9cm ,超过偏移阈值,所以在此状态下,吊具不能落箱。
具体实施例二
一种龙门架吊具的姿态检测方法,具体步骤包括:
(1)在吊具上安装紫光灯,在工业相机加装滤光片,其中,两个紫光灯在吊具中心两侧相对Y轴对称,即吊具中心点就是两个紫光灯连线的中点,且吊具只在沿X轴方向摆动偏移。
(2)设置下列参数:吊具距离地面的距离为集装箱高的3倍时,标定图像中的一个像素间距对应实际吊具平面的0.3厘米,设置偏移阈值为实际平面中的1cm。
(3)图像捕捉设备获取吊具正对箱孔时标识灯的图像,并将图像发送至图像识别设备;图像识别设备根据对应比例得到两个标识灯在坐标系中的静态坐标分别为(90,95)和(100,95);吊具中心的中心静态坐标为(95,95),并将该中心静态坐标设置为参考点。
(4)图像捕捉识别设备实时获取标识灯的图像并定位到紫光灯,在图像上的紫光灯上标注出红框;图像识别设备得到两个标识灯在坐标系中的实时坐标分别为(98,95)和(108,95),所以吊具中心的中心实时坐标为(103,95)。
(5)对比静态坐标和实时坐标,吊具中心在X方向相差8个像素,8*0.3=2.4 cm,即实际偏移距离大于偏移阈值,所以在此状态下,吊具不能落箱。
具体实施例三
一种龙门架吊具的姿态检测方法,具体步骤包括:
(1)在吊具上安装紫光灯,在工业相机加装滤光片,其中,两个紫光灯在吊具中心两侧相对Y轴对称,即吊具中心点就是两个紫光灯连线的中点,且吊具只在沿X轴方向摆动偏移。
(2)设置下列参数:吊具距离地面的距离为集装箱高的3倍时,标定图像中的一个像素间距对应实际吊具平面的0.3厘米,设置偏移阈值为实际平面中的1cm。
(3)图像捕捉设备获取吊具正对箱孔时标识灯的图像,并将图像发送至图像识别设备;图像识别设备根据对应比例得到两个标识灯在坐标系中的静态坐标分别为(90,95)和(100,95);吊具中心的中心静态坐标为(95,95),并将该中心静态坐标设置为参考点。
(4)图像捕捉识别设备实时获取标识灯的图像并定位到紫光灯,在图像上的紫光灯上标注出红框;图像识别设备得到两个标识灯在坐标系中的实时坐标分别为(92,95)和(102,95),所以吊具中心的中心实时坐标为(97,95)。
(5)对比静态坐标和实时坐标,吊具中心在X方向相差2个像素,2*0.3=0.6 cm,即实际偏移距离小于偏移阈值,所以在此状态下,吊具可以落箱。
本发明一种龙门架吊具的姿态检测方法的有益效果是:
1.有利于准确、快速地判断吊具的姿态,提高吊具锁头锁孔的精准性和高效性,提高港口作业效率;
2.有利于操作人员随时掌握吊具工作状态,有效防止事故的发生,对集装箱吊具运行状态的检测具有重要的研究价值和实践意义。
以上所述仅为本发明的实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,步骤包括:
(1)在吊具上安装用于实时位置判断的标识灯;
(2)设置吊具在不同高度时的图像像素与实际长度之间的对应比例,设置吊具的偏移阈值范围;
(3)获取吊具静止状态的图像;根据对应比例得到每个标识灯在识别设备中的坐标系上的静态坐标;根据静态坐标得到吊具中心的中心坐标;将静态坐标或中心坐标设置为参考点;
(4)实时获取标识灯的图像,并根据对应比例得到每个标识灯在坐标系中的实时坐标;根据实时坐标得到吊具中心的中心实时坐标;根据参考点与中心实时坐标或实时坐标,得到吊具相对参考点的实时偏移,从而得到吊具的实际位置。
2.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,所述识别灯为紫光灯。
3.根据权利要求2所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,在工业相机上安装与标识灯配合的滤光片。
4.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,标识灯安装在吊具的中心点、中线、四角或周边上。
5.根据权利要求4所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,两盏标识灯对称设置于吊具的中线上。
6.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,图像识别设备实时识别并在图像上实时检测定位出标识灯。
7.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,在吊具上安装用于判断的标识灯时,获取每个标识灯与吊具中心的距离。
8.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,在步骤(3)中,根据对应比例将图像中的吊具中心与参考点之间的像素转换为吊具中心与参考点的实际距离,从而得到吊具中心与参考点之间的实际偏差距离。
9.根据权利要求8所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,根据静态坐标以及实际像素间距,得到吊具中心的中心静态坐标,并将中心静态坐标设置为参考点;根据实时坐标以及实际像素间距,得到吊具中心的中心实时坐标。
10.根据权利要求1所述的一种龙门架吊具的姿态检测方法,其特征在于,当实时偏移量大于预设的偏移阈值时,吊具为待调整姿态,吊具不下放,当实时偏移量小于或等于预设的偏移阈值时,吊具为可实施姿态,可以将吊具下放进行工作。
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