[发明专利]一种基于单目视觉检测的塔吊起重臂形变检测系统

说明书

本发明公开了一种基于单目视觉检测的塔吊起重臂形变检测系统，涉及塔吊安全技术领域。该检测系统包括单目摄像头，用于获取塔吊的实时图片信息；圆形标志物，贴附在塔吊起重臂的节点上，用于获得检测的特征点；计算机，运行视觉检测的系统，计算得到塔吊实际的形变量；警报器，当接收到计算机塔吊形变量过大指令时，警报器报警；反馈控制器，当接收到计算机塔吊形变量过大指令时，对塔吊进行限位控制,塔吊停止升重。本发明基于基于计算机单目视觉，计算机单目视觉检测具有成本低、结构简简单等优点，为塔吊起重臂形变检测提供了一种非接触的有效方法。

技术领域

本发明属于相关检测系统技术领域，具体涉及一种基于单目视觉检测的塔吊起重臂形变检测系统。

背景技术

塔吊作为建筑行业的主要施工设备之一，在建筑施工尤其是高层建筑有着不可替代的作用。塔吊的质量是衡量一个国家工业水平的重要指标，对国民经济的发展有着十分重要的意义。塔吊由于现场作业的环境复杂和生产质量的参差不齐，塔吊在作业过程中发生事故的可能性很大，从而会造成巨大危害和损失。

塔吊起重臂形变量过大所导致起重臂折断是塔吊事故发生的重大来源之一。因此对塔吊起重臂形变量的实时检测有着十分重大的意义。随着人工智能高速的发展，计算机视觉成为了当下最热门的科学技术之一。计算机视觉利用计算机和摄像头可代替人眼对目标进行追踪、检测、识别、处理等内容。塔吊起重臂形变量传统的方式主要是加装传感器，然而塔吊起重臂一般长度很大，所以需要加装多个传感器对其进行检测，对日后的保养和维修带来了十分巨大的工作量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于单目视觉检测的塔吊起重臂形变检测系统，针对上述情况，以解决上述背景技术中提出的塔吊由于现场作业的环境复杂和生产质量的参差不齐，塔吊在作业过程中发生事故的可能性很大，从而会造成巨大危害和损失等问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于单目视觉检测的塔吊起重臂形变检测系统，包括标志物，其特征在于：所述标志物连接于单目摄像头，所述单目摄像头用于获取塔吊的实时图片信息，并且固定在易于检测塔吊起重臂贴附标志物位置，所述单目摄像头连接于计算机，所述计算机设置有检测形变量是否过大，所述检测形变量是否过大结果为是时连接于继续检测，所述检测形变量是否过大结果为否时连接于反馈控制器以及报警器。

优选的，所述标志物设置为单颜色圆形标志物，通过计算机视觉的HSV色彩空间设定的阈值即可锁定颜色标志物，贴附在塔吊起重臂的节点上，用于获得检测的特征点，标志物均匀并水平的附着在塔吊起重臂的每一节，并且标志物的颜色应与塔吊颜色及摄像头拍摄范围内的物体不一致。

优选的，所述当锁定阈值后，可通过Hough变换检测出圆心为检测的特征点。

优选的，所述计算机为win10 x64位计算机结构，并且采用了Camshift算法和Kalman滤波器结合的追踪算法，由于塔吊起重臂为运动构件，需要对标志物进行运动追踪，计算机可通过有线或者无线的方式与摄像头和塔吊的控制器取得通讯，运行检测的程序对塔吊的形变量检测，当形变量过大时，则计算机向塔吊控制器发送信号。

优选的，所述计算机采用单目视觉检测系统，包括了色彩空间的转换、圆形单颜色标志物的识别、圆形单颜色标志物的运动追踪以及圆心相对位移计算等功能，不但计算得到塔吊实际的形变量，还可以通过对图像中特征点的像素坐标提取以及相邻帧之间像素坐标做差，得到标志物的像素位移，通过换算得到物体的实际位移。

优选的，所述反馈控制器设置为可编程控制器，当接收到塔吊形变量过大指令时，对塔吊进行限位控制，停止提升起重。

优选的，所述塔吊最大形变量安全值为提前的预设值，当检测的值超过预设值时，所述报警器立即接收到塔吊形变量过大指令，进行报警功能，警报器设置为计算机发送指令启动，与塔吊限位器同时启动，起到对塔吊操作人员及其他工作的警示作用。