详情

原文传递用于识别状态参数的系统、吊装定位系统及吊装设备

专利名称：	用于识别状态参数的系统、吊装定位系统及吊装设备
摘要：	本发明涉及工程测量技术领域，公开了一种用于识别状态参数的系统、吊装定位系统及吊装设备。所述系统包括：图像获取装置，用于获取包括所述吊装过程所涉及的目标对象上侧的预设标签在内的预设视野范围的俯视图像；以及状态参数识别装置，用于基于所述预设视野范围的俯视图像及特定几何关系，采用视觉识别方法计算所述吊装过程中的状态参数。由此，本发明可对吊装过程所涉及的状态参数进行有效识别，并且根据所识别的状态参数可实现自动吊装过程，例如不仅可防止吊钩摆角过大，还可实现吊装过程的有效定位。
专利类型：	发明专利
申请人：	中联重科股份有限公司
发明人：	徐柏科;付玲;范卿;曾杨;郭纪梅;刘锋
专利状态：	有效
申请日期：	1900-01-20T16:00:00+0805
发布日期：	1900-01-20T00:00:00+0805
申请号：	CN202010298341.7
公开号：	CN111204662A
代理机构：	北京润平知识产权代理有限公司
代理人：	肖冰滨;王晓晓
分类号：	B66C13/46;B66C13/44;B66C13/48;B66C13/16;B66C13/06;B66C13/08;B;B66;B66C;B66C13;B66C13/46;B66C13/44;B66C13/48;B66C13/16;B66C13/06;B66C13/08
申请人地址：	410013 湖南省长沙市岳麓区银盆南路361号
主权项：	1.一种用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述系统包括：图像获取装置，用于获取包括所述吊装过程所涉及的目标对象上侧的预设标签在内的预设视野范围的俯视图像；以及状态参数识别装置，用于基于所述预设视野范围的俯视图像及特定几何关系，采用视觉识别方法计算所述吊装过程中的状态参数，其中所述特定几何关系与吊装设备的臂架顶端在所述俯视图像上的投影点及所述预设标签的几何点相关。 2.根据权利要求1所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述状态参数识别装置包括：像素大小获取模块，用于基于所述预设视野范围的俯视图像，获取所述预设标签的像素大小；像素物理尺寸计算模块，用于基于所述预设标签的像素大小与物理尺寸，计算单位像素的物理尺寸；以及状态参数计算模块，用于基于所述单位像素的物理尺寸、所述预设视野范围的俯视图像及所述特定几何关系，计算所述吊装过程中的状态参数。 3.根据权利要求2所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述系统还包括：图像采集装置，用于采集所述包括所述预设标签在内的预设视野范围的俯视图像，并将该俯视图像发送至所述图像获取装置。 4.根据权利要求3所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述系统还包括：无线传输装置，用于将所述图像采集装置所采集的所述俯视图像无线传输至所述图像获取装置。 5.根据权利要求4所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述无线传输装置为无线网桥，所述无线网桥包括：被安装在所述臂架顶端的无线发送端；以及被安装在所述臂架的基础臂侧面且与所述无线发送端面对面设置的无线接收端。 6.根据权利要求3所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述图像采集装置为被安装在所述臂架顶端的单目相机，相应地，所述系统还包括：角度传感器，用于采集所述臂架顶端的倾斜角；第一距离传感器，用于采集所述臂架顶端距地面的高度；以及第一控制装置，用于根据所述臂架顶端的倾斜角调整所述单目相机的角度，以使其光轴中心始终垂直于地面；并根据所述臂架顶端距地面的高度调节所述单目相机的焦距，以保持所述目标对象在所述俯视图像中的大小一致。 7.根据权利要求6所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，在所述目标对象为吊钩且所述状态参数为所述吊钩的摆角的情况下，所述状态参数计算模块包括：第一像素坐标获取单元，用于基于所述预设视野范围的俯视图像，获取所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标，其中所述俯视图像的中心为所述臂架顶端在该俯视图像上的投影点；以及摆角计算单元，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标、所述单位像素的物理尺寸、所述臂架顶端到所述吊钩的距离及第一三角关系，计算所述吊钩的摆角。 8.根据权利要求7所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述摆角计算单元包括：距离计算组件，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标及所述单位像素的物理尺寸，计算所述预设标签的中心到所述俯视图像的中心的实际距离；以及摆角计算组件，用于基于所述预设标签的中心到所述俯视图像的中心的实际距离、所述臂架顶端到所述吊钩的距离及所述第一三角关系，计算所述吊钩的摆角。 9.根据权利要求8所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述摆角计算组件用于计算所述吊钩的摆角包括：根据以下正弦公式计算所述吊钩的摆角γ，，其中，LDB为所述预设标签的中心到所述俯视图像的中心的实际距离；LOB为所述臂架顶端到所述吊钩的距离。 10.根据权利要求6所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述系统还包括：当前状态参数获取装置，用于获取吊装设备的当前回转角度与当前变幅长度，相应地，在所述目标对象为起吊点或就位点且所述状态参数为所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标回转角度及目标变幅长度的情况下，所述状态参数计算模块包括：第二像素坐标获取单元，用于基于所述预设视野范围内的俯视图像，获取所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标，其中所述俯视图像的中心为所述臂架顶端在该俯视图像上的投影点；以及回转角度与变幅长度计算单元，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标、所述单位像素的物理尺寸、所述吊装设备的当前回转角度与当前变幅长度及第二三角关系，计算所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标回转角度及目标变幅长度。 11.根据权利要求10所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述回转角度与变幅长度计算单元包括：物理坐标计算组件，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的像素坐标及所述单位像素的物理尺寸，计算所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的物理坐标；回转角度计算组件，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的物理坐标、所述吊装设备的当前回转角度与当前变幅长度及所述第二三角关系，计算所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标回转角度；以及变幅长度计算组件，用于基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的物理坐标、所述吊装设备的当前变幅长度及所述第二三角关系，计算所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标变幅长度。 12.根据权利要求11所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述回转角度计算组件用于计算所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标回转角度包括：基于所述预设标签的中心相对于所述俯视图像的中心的物理坐标(ΔX, ΔY)、吊装设备的当前回转角度θ当前与当前变幅长度R当前与及以下公式，计算所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标回转角度θ目标，，所述变幅长度计算组件用于计算所述运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标变幅长度包括：基于所述预设标签的中心相对于所述图像的中心的物理坐标(ΔX,ΔY)、吊装设备的当前变幅长度R当前及以下公式，计算所述运行至所述起吊点或所述就位点时所述吊装设备的目标变幅长度，。 13.根据权利要求6所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述系统还包括：第二距离传感器，用于采集所述吊钩距地面的高度，相应地，在所述目标对象为起吊点或就位点且所述状态参数为所述吊钩距所述目标对象上侧的预设标签的目标高度的情况下，所述状态参数计算模块包括：第一高度获取单元，用于获取所述臂架顶端距所述目标对象上侧的预设标签的高度；第二高度获取单元，用于根据所述臂架顶端距地面的高度及所述吊钩距地面的高度，获取所述臂架顶端距所述吊钩的高度；以及高度计算单元，用于根据所述臂架的顶端距所述目标对象上侧的预设标签的高度及所述臂架的顶端距离所述吊钩的高度，计算所述吊钩距所述目标对象上侧的预设标签的目标高度。 14.根据权利要求13所述的用于识别状态参数的系统，其特征在于，所述第一高度获取单元用于获取所述臂架顶端距所述目标对象上侧的预设标签的高度包括：根据以下公式计算所述臂架顶端距所述目标对象上侧的预设标签的高度H1， H1=L像素*f ，其中，f为所述单目相机的焦距；以及L像素为所述单位像素的物理尺寸。 15.一种吊装定位系统，其特征在于，所述吊装定位系统包括：根据权利要求1-14中的任一项权利要求所述的用于识别状态参数的系统；以及第二控制装置，用于根据由所述系统获取的所述吊装过程的状态参数，控制吊装设备的相应执行机构动作以实现自动吊装过程。 16.根据权利要求15所述的吊装定位系统，其特征在于，在所述吊装过程的状态参数为吊钩的摆角的情况下，所述吊装定位系统还包括：比较装置，用于将所述吊钩的摆角与摆角阈值相比较，相应地，所述第二控制装置用于控制所述吊装设备的执行机构动作包括：在所述吊钩的摆角等于所述摆角阈值的情况下，控制对臂架施加与所述吊钩的摆角方向相反的力以防止所述吊钩的摆角过大。 17.根据权利要求15所述的吊装定位系统，其特征在于，在所述吊装过程的状态参数为吊钩运行至起吊点或就位点时所述吊装设备的目标回转角度、目标变幅长度及所述吊钩距目标对象的目标高度的情况下，所述第二控制装置用于控制所述吊装设备的相应执行机构动作包括：根据所述吊装设备的当前回转角度、当前变幅长度及所述吊钩对地面的当前高度、所述目标回转角度、所述目标变幅长度及所述吊钩距所述目标对象上侧的预设标签的目标高度，控制所述吊装设备的相应执行机构动作以使得所述吊钩运行至所述起吊点或所述就位点。 18.根据权利要求17所述的吊装定位系统，其特征在于，所述第二控制装置用于控制所述吊装设备的相应执行机构动作包括：通过预设策略提前控制所述相应执行机构停止动作，以使得所述吊钩准确地运行至所述起吊点或所述就位点。 19.根据权利要求18所述的吊装定位系统，其特征在于，所述第二控制装置包括：回转控制模块，用于在所述目标回转角度与所述当前回转角度的差值等于回转角度阈值的情况下，控制回转机构停止回转动作；变幅控制模块，用于在所述目标变幅长度与所述当前变幅长度的差值等于变幅长度阈值的情况下，控制变幅机构停止变幅动作；以及卷扬控制模块，用于所述吊钩对地面的目标高度与所述吊钩对地面的当前高度的差值等于卷扬高度阈值的情况下，控制卷扬机构停止卷扬动作。 20.一种吊装设备，其特征在于，所述吊装设备包括：根据权利要求15-19中的任一项权利要求所述的吊装定位系统。
所属类别：	发明专利