本實(shí)用新型涉及堆場(chǎng)作業(yè)系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

輪胎吊在堆場(chǎng)作業(yè)中，根據(jù)作業(yè)需要，需從一個(gè)堆場(chǎng)過街進(jìn)入對(duì)面堆場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)。目前現(xiàn)有的自動(dòng)化輪胎吊過街方案主要有GPS導(dǎo)航、磁釘定位等。這些方案存在操作過程復(fù)雜、價(jià)格昂貴等問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的是提供一種基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街系統(tǒng)，解決現(xiàn)有系統(tǒng)操作過程復(fù)雜、價(jià)格昂貴等問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街系統(tǒng)，包括輪胎吊大車、圖像獲取設(shè)備、標(biāo)定設(shè)備。輪胎吊大車包括軌道和門腿，軌道水平設(shè)置，門腿有兩組，分別設(shè)置于軌道的兩端。每組門腿包括兩個(gè)平行設(shè)置的支架，支架垂直于地面，支架的底部設(shè)有滑輪。圖像獲取設(shè)備設(shè)置于支架上，固定在支架的外側(cè)。標(biāo)定設(shè)備設(shè)置于輪胎吊大車下方，每個(gè)標(biāo)定設(shè)備之間的間距固定，且標(biāo)定設(shè)備的連線平行于輪胎吊大車的行走方向。

進(jìn)一步地，圖像獲取設(shè)備調(diào)節(jié)到至少能拍攝4個(gè)參照物。

進(jìn)一步地，標(biāo)定設(shè)備包括標(biāo)定板，標(biāo)定板上設(shè)有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的直徑為10cm，水平方向和垂直方向相鄰兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的圓心距離為10cm。標(biāo)定板的底色為黑色，周圍有一圈寬度為5cm的白色邊緣。

進(jìn)一步地，圖像獲取設(shè)備為近紅外攝像機(jī)，攝像機(jī)設(shè)置于防水罩內(nèi)，防水罩的支架安裝在輪胎吊大車門腿的兩側(cè)。

進(jìn)一步地，參照物安裝在堆場(chǎng)邊緣呈一直線，并且與輪胎吊大車保持一定的橫向間距。

在上述技術(shù)方案中，本實(shí)用新型不僅具有較高的精確度，而且在輪胎吊過街施工改造過程中工作量小、成本低，魯棒性高。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是標(biāo)定板的示意圖；

圖3是本實(shí)用新型系統(tǒng)第一實(shí)施例的模塊示意圖；

圖4是本實(shí)用新型系統(tǒng)第二實(shí)施例的模塊示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的技術(shù)方案。

本實(shí)用新型提出一種基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街技術(shù)，其主要原理是通過攝像機(jī)對(duì)地面布置的參照物進(jìn)行拍攝，獲取包含參照物的圖像，經(jīng)過圖像處理技術(shù)從場(chǎng)景中自動(dòng)提取出參照物特征信息，根據(jù)該特征信息計(jì)算出輪胎吊行駛參數(shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)而根據(jù)行駛數(shù)據(jù)控制輪胎吊自動(dòng)過街。

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型首先公開一種基于圖像處理的輪胎吊自動(dòng)過街系統(tǒng)，其主要設(shè)備包括輪胎吊大車1、參照物2、圖像獲取設(shè)備3、標(biāo)定設(shè)備、處理設(shè)備等。

參照物2安裝在堆場(chǎng)邊緣呈一直線，并且與輪胎吊大車1保持一定的橫向間距，圖像獲取設(shè)備3固定于輪胎吊大車1的門腿上，參照物2處于圖像獲取設(shè)備3的成像視野中心。具體來說，輪胎吊大車1包括軌道和門腿，軌道水平設(shè)置，門腿有兩組，分別設(shè)置于軌道的兩端。每組門腿包括兩個(gè)平行設(shè)置的支架4，支架4垂直于地面，支架4的底部設(shè)有滑輪。圖像獲取設(shè)備3設(shè)置于支架4上，固定在支架4的外側(cè)。

圖像獲取設(shè)備3是采用主動(dòng)補(bǔ)光的近紅外智能攝像機(jī)，參照物2是安裝于地面上的標(biāo)志物，兩者是構(gòu)成基于圖像處理的大車過街糾偏系統(tǒng)的核心元件。圖像獲取設(shè)備3采用主動(dòng)補(bǔ)光的近紅外智能攝像機(jī)，安裝于可上下旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，左右旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)的防水罩支架外殼里面，以方便現(xiàn)場(chǎng)攝像機(jī)拍攝角度的調(diào)節(jié)。并將攝像機(jī)防水罩支架外殼安裝如圖1所示的位置。參照物2均勻等間隔地安裝在輪胎吊邊上，并且防止輪胎吊壓到，避免損壞輪胎吊和它自身。

標(biāo)定設(shè)備設(shè)置于輪胎吊大車下方，每個(gè)標(biāo)定設(shè)備之間的間距固定，且標(biāo)定設(shè)備的連線平行于輪胎吊大車的行走方向。如圖2所示，標(biāo)定設(shè)備5包括標(biāo)定板，標(biāo)定板上設(shè)有多個(gè)標(biāo)志點(diǎn)，每個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的直徑為10cm，水平方向和垂直方向相鄰兩個(gè)標(biāo)志點(diǎn)的圓心距離為10cm。標(biāo)定板的底色為黑色，周圍有一圈寬度為5cm的白色邊緣。處理設(shè)備設(shè)定輪胎吊大車1坐標(biāo)系，標(biāo)定設(shè)備5設(shè)置于輪胎吊大車1坐標(biāo)系下的固定間距位置，且處理設(shè)備根據(jù)標(biāo)定設(shè)備生成相機(jī)坐標(biāo)系與輪胎吊大車1坐標(biāo)系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及輪胎吊大車1坐標(biāo)系與世界坐標(biāo)系之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。處理設(shè)備將參照物2的圖像坐標(biāo)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換為世界坐標(biāo)，計(jì)算出偏差信號(hào)發(fā)送至輪胎吊大車1，輪胎吊大車1根據(jù)偏差信號(hào)控制自身行走。

輪胎吊自動(dòng)過街過程中，通過安裝在大車左右門腿支架上的兩個(gè)攝像頭拍攝安裝在路面上的反光參照物2，獲得包括反光參考物在內(nèi)的視頻/圖像信息，然后經(jīng)過圖像處理技術(shù)將圖像中的參照物2檢測(cè)出來，計(jì)算其在圖像中的坐標(biāo)。根據(jù)圖像坐標(biāo)系與堆場(chǎng)坐標(biāo)系之間的標(biāo)定關(guān)系，將參照物2的圖像坐標(biāo)其轉(zhuǎn)換為堆場(chǎng)的世界坐標(biāo)，從而計(jì)算出參照物2在堆場(chǎng)坐標(biāo)系中的絕對(duì)位置，再根據(jù)相機(jī)在輪胎吊大車1上的安裝外部參數(shù)，計(jì)算出大車行進(jìn)軌跡與地面參照物2的相對(duì)偏移關(guān)系，根據(jù)該偏移數(shù)據(jù)來控制輪胎吊的差速操作，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)過街。

如圖3所示，在本實(shí)用新型的第一個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備31是工控機(jī)或者嵌入式運(yùn)算主板等運(yùn)算處理單元，對(duì)設(shè)備32采集的視頻照片進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，然后輸出運(yùn)算結(jié)果給大車行走PLC。

設(shè)備32是采用主動(dòng)補(bǔ)光的近紅外攝像機(jī)，主要前后兩個(gè)構(gòu)成，采用主動(dòng)補(bǔ)光技術(shù)主要是為了讓攝像機(jī)濾出其他環(huán)境光線的干擾，使其只對(duì)自身發(fā)射的光線進(jìn)行成像。提高系統(tǒng)的魯棒性。

設(shè)備33是安裝于地面上的若干標(biāo)志物，主要是對(duì)設(shè)備32發(fā)出的光進(jìn)行反射，形成一個(gè)強(qiáng)對(duì)比度的參照物。

設(shè)備34是大車行走控制器PLC，接受設(shè)備35輸出的結(jié)果，對(duì)大車的行走提供驅(qū)動(dòng)控制信號(hào)。

如圖4所示，在本實(shí)用新型的第二個(gè)實(shí)施例中，設(shè)備42是采用主動(dòng)補(bǔ)光的近紅外智能攝像機(jī)，主要前后兩個(gè)構(gòu)成，將圖像處理單元44集成于攝像機(jī)體內(nèi)，具有實(shí)時(shí)的圖像采集和處理功能。采用主動(dòng)補(bǔ)光技術(shù)主要是為了讓攝像機(jī)濾出其他環(huán)境光線的干擾，使其只對(duì)自身發(fā)射的光線進(jìn)行成像，提高系統(tǒng)的魯棒性。

設(shè)備43是安裝于地面上的標(biāo)志物，主要是對(duì)設(shè)備42發(fā)出的光進(jìn)行反射，形成一個(gè)強(qiáng)對(duì)比度的參照物。

本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，以上的實(shí)施例僅是用來說明本實(shí)用新型，而并非用作為對(duì)本實(shí)用新型的限定，只要在本實(shí)用新型的實(shí)質(zhì)精神范圍內(nèi)，對(duì)以上所述實(shí)施例的變化、變型都將落在本實(shí)用新型的權(quán)利要求書范圍內(nèi)。