[发明专利]一种轮胎吊机器视觉自动纠偏偏差测量方法

说明书

本发明涉及一种轮胎吊机器视觉自动纠偏偏差测量方法，通过下述方式实现：在轮胎吊陆侧两个轮组前方安装左右探测器，满足探测器成像中路面两条行进线的像素分辨率优于2毫米；对左右探测器进行标定，确定探测器图像中像素坐标与其对应的地面测量坐标系位置关系；所述的地面测量坐标系原点为左/探测器底面投影点，Y轴为探测器的视场中心线在地面投影，X轴为地面与Y轴垂直方向，定义趋向陆地的位置偏差为正；根据轮胎吊的当前行驶方向，从探测器图像中的路面行进线上任意选取两点，根据上述标定关系，由两点确定的直线与地面测量坐标系的关系确定轮胎吊当前位置偏差和角度偏差。

技术领域

本发明提供一种轮胎吊行驶自动纠偏系统偏差测量方法，尤其是一种利用机器视觉技术针对轮胎吊行驶过程的位置偏差和角度偏差进行测量的方法。

背景技术

轮胎吊也称轮胎式起重机，是集装箱的堆叠和码头、堆场内的水平运输的主力机械，具有机动灵活可转场作业的优点。考虑到作业安全，一般要求轮胎吊大车在行驶过程中严格按照规定轨道行驶，即车轮组需在两条行进边界线内行驶。但在实际操作过程中，常会由于路面不够平坦导致轮胎吊大车颠簸、小车位于电气房侧导致电气房侧轮胎磨损大、机械结构无法绝对对称、作业人员误操作等原因造成起重机偏斜或偏离预定轨道的现象。目前常用的解决措施为，在轮胎吊行驶过程中，司机通过目测轮胎吊与行进线的位置偏差和角度偏差进行手动纠偏处理，但这种方法司机劳动强度极大也极易疲劳。所以常采用轮胎吊行进自动纠偏系统来实现轮胎吊的行进自动控制，而如何确定轮胎吊行进过程中位置偏差和角度偏差是轮胎吊行进自动纠偏系统设计的基础。目前业内轮胎吊行进自动纠偏确定轮胎吊行进过程中位置偏差和角度偏差主要通过多站GPS差分定位系统、红外线或光电技术测距、光电编码器纠偏等方法，但这些方法设备投资大，技术要求高且易受外界环境影响，比较而言，基于机器视觉的轮胎吊自动纠偏系统具有设备投资小、维护简单、不易受外界环境影响等优点，但是，由于前期机器视觉与行车控制配合、信息处理延时等技术难题，基于机器视觉的轮胎吊自动纠偏系统在国内外目前还无成功应用的案例，至于其设计基础的轮胎吊位置偏差和角度偏差测量方法则更是无从谈起。

发明内容

本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提出一种轮胎吊机器视觉自动纠偏偏差测量方法。

本发明解决技术的方案是：一种轮胎吊机器视觉自动纠偏偏差测量方法，通过下述方式实现：

在轮胎吊陆侧两个轮组前方安装左右探测器，满足探测器成像中路面两条行进线的像素分辨率优于2毫米；

对左右探测器进行标定，确定探测器图像中像素坐标与其对应的地面测量坐标系位置关系；所述的地面测量坐标系原点为左/探测器底面投影点，Y轴为探测器的视场中心线在地面投影，X轴为地面与Y轴垂直方向，定义趋向陆地的位置偏差为正；

根据轮胎吊的当前行驶方向，从探测器图像中的路面行进线上任意选取两点，根据上述标定关系，由两点确定的直线与地面测量坐标系的关系确定轮胎吊当前位置偏差和角度偏差。

优选的，所述左右探测器的安装高度距地面H，2.5米≥H≥1.5米，下视角β小于30°，探测器成像中路面两条行进边界线在视场底部占比为10％-20％。

优选的，定义趋向陆地的位置偏差为正，此时，对于左探测器，图像中视场中心线在两条行进线中间线OO’线左端；对于右探测器，图像中视场中心线在OO’线右端。

优选的，左右探测器均通过下述方式完成标定：

1)在地面两条行进线中间标志出其中心线OO’，使轮胎吊轮组停驻在OO’线上，在探测器中标出视场中心线O₁O₂，探测器图像尺寸为W×H；

2)在地面摆放棋盘布，棋盘布的位置满足在探测器视场中，棋盘布中心线与视场中心线重合，棋盘布棋盘格下底面与视场下底面重合；棋盘布在地面上某一射线与地面测量坐标系Y轴重合；