[发明专利]一种起重机吊钩/吊物摆角检测方法和系统

权利要求书

1.一种起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，包括：

获取实时标志物图像，其中，标志物水平安装于吊钩的上表面，且在标志物的上表面同一半径为R的圆周上设置有N个光源，且N≥3；实时标志物图像通过设置于标志物上方的图像采集装置采集得到；

对实时标志物图像进行预处理，得到标志物上N个光源的共圆实时圆心坐标D_i(x_i,y_i)及其半径

将半径分别输入预先设定的初始标定半径与初始标定圆心坐标和绳长的拟合曲线函数中，得到当前绳长l和共圆的初始标定圆心坐标D₀(x₀,y₀)；

通过下式计算得到摆角θ的值：

其中，D_p表示标志物实际偏移距离，k表示放大或缩小系数，

其中，所述预先设定的初始标定半径与初始标定圆心坐标和绳长的拟合曲线函数通过如下方法得到：

采集不同绳长及静止状态下的标志物图像；

分别对不同绳长下的标志物图像进行预处理，分别得到不同绳长下共圆初始标定圆心坐标D₀(x₀,y₀)及初始标定半径

对共圆初始标定半径与共圆初始标定圆心坐标D₀(x₀,y₀)和绳长L进行曲线拟合，得到拟合曲线函数：

2.根据权利要求1所述的起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，所述预处理过程包括：

对实时标志物图像进行降噪处理；

采用边缘检测算法处理降噪后的实时标志物图像，获取每个光源对应的光源光斑轮廓；

采用连通域函数对每个光源光斑轮廓进行处理，得到每个光源光斑的圆心坐标d_i(x_i,y_i)(i＝1,2,…,N)；

基于三点共圆的方法计算得到共圆实时圆心坐标，进而基于共圆实时圆心坐标得到共圆的半径。

3.根据权利要求2所述的起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，所述基于三点共圆的方法计算得到共圆实时圆心坐标，进而基于共圆实时圆心坐标得到共圆的半径，具体包括：

基于三点共圆的方法，N个光源三点共圆的圆心共个，求取个圆心坐标D_j的平均值得到共圆实时圆心坐标

共圆的半径通过如下公式计算得到：

4.根据权利要求2所述的起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，所述降噪处理包括：选取十字交叉型结构元，对实时标志物图像进行形态学处理的开运算，去除实时标志物图像光源光斑中亮度超过阈值的细小区域；

采用连通域函数对每个光源光斑轮廓进行处理时，当光源光斑轮廓对应的圆心存在多个时，随机保留一个，去除其他坐标。

5.根据权利要求4所述的起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，采集不同绳长及静止状态下的标志物图像时，不同绳长下分别采集n帧标志物图像；

共圆初始标定圆心坐标D₀(x₀,y₀)及初始标定半径通过求平均值得到：

其中，表示同一绳长下不同帧标志物图像对应的共圆圆心坐标，表示同一绳长下不同帧标志物图像对应的共圆半径。

6.根据权利要求1所述的起重机吊钩/吊物摆角检测方法，其特征在于，标志物上N个光源中相邻光源之间的夹角为30°～100°，且光源为不可见光波段灯，图像采集装置前端设置有与光源波段对应的滤光片。