[发明专利]一种工程机械吊钩姿态的测量方法、装置及系统

说明书

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，尤指一种工程机械吊钩姿态的测量方法、装置及系统。

背景技术

在工程机械的起吊作业过程中，吊钩不仅要发生垂直方向的移动，还有横向的移动，由于惯性或者外力作用，通过钢丝绳悬挂在起重机臂上部的吊钩及货物会形成相应的摆动，因此吊钩的运动是三维运动轨迹。

现有对吊钩姿态的测量方法有多种，例如对待测量的吊钩分别建立第一坐标系和第二坐标系，其中第二坐标系与吊钩的运动相关，第一坐标系与吊钩的运动无关，从而使将吊钩的姿态参数的改变反映在两个坐标系之间位置关系的改变上，然后再用角度测量仪测得两个坐标系坐标轴之间的角度关系，用加速度测量计获得吊钩在第二坐标系预定方向的加速度，根据角度关系与加速度获得吊钩在第一坐标系相应坐标轴上的加速度；最后根据吊钩在第一坐标系坐标轴上的加速度获得吊钩在第一坐标系中的姿态参数。

这种方式由于针对每个待测量的吊钩，都需要分别布置一套角速度测量仪和加速度测量仪，布置传感器的工作量较大，测量成本较高的问题。

例如还有一种方式是在工程机械的底部安装一个摄像机和标志杠，在吊钩上设置一标识物，摄像机连接有图像处理器，摄像机采集标识物信息，图像处理器对摄像机采集的标识物的信息进行处理并计算出标识物的具体位置，进而得到吊钩的位置。这种方式还是一种二维测量方式，在吊钩同时发生横向、垂直方向的运动时，这种测量方式准确度较低。

发明内容

本发明提供一种工程机械吊钩姿态的测量方法、装置及系统，用以实现对工程机械的吊钩进行非接触式测量，从而避免现有测量方式中布置传感器的工作量较大，测量成本较高，以及测量方式准确度较低的问题。

本发明实施例提供的工程机械吊钩姿态的测量方法，包括：

不断获取至少两个相机对工程机械吊钩上标记点同时拍摄的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；

根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将至少两个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；

针对拼接后的每帧图像，从该拼接后的图像中，识别并提取出吊钩上的标记点，生成仅包含所述标记点的图像；

对仅包含所述标记点的各图像中标记点的三维坐标，使用光流跟踪算法，测算出所述标记点的运动状态参数；

根据测算出的所述标记点运动状态参数的变化，对吊钩姿态进行测量。

本发明实施例提供的工程机械吊钩姿态的测量设备，包括：

获取模块，用于不断获取至少两个相机对工程机械吊钩上标记点同时拍摄的各图像；

三维坐标确定模块，用于分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；

拼接模块，用于根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将至少两个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；

提取模块，用于针对拼接后的每帧图像，从该拼接后的图像中，识别并提取出吊钩上的标记点，生成仅包含所述标记点的图像；

测量模块，用于对仅包含所述标记点的各图像中标记点的三维坐标，使用光流跟踪算法，测算出所述标记点的运动状态参数；根据测算出的所述标记点运动状态参数的变化，对吊钩姿态进行测量。

本发明实施例提供一种工程机械吊钩姿态的测量系统，包括：

至少两个相机，用于对工程机械吊钩上标记点同时进行拍摄；

工程机械吊钩姿态的测量设备，用于不断获取所述至少两个相机对工程机械吊钩上标记点同时拍摄的各图像，并分别确定各图像中像素点在世界坐标系中的三维坐标；根据各图像中各像素点的三维坐标，不断地将至少两个相机同时拍摄的图像拼接为一帧图像；针对拼接后的每帧图像，从该拼接后的图像中，识别并提取出吊钩上的标记点，生成仅包含所述标记点的图像；对仅包含所述标记点的各图像中标记点的三维坐标，使用光流跟踪算法，测算出所述标记点的运动状态参数；根据测算出的所述标记点运动状态参数的变化，对吊钩姿态进行测量。

本发明实施例的有益效果包括：