[发明专利]一种钢丝绳角度的方法

说明书

本发明公开了一种钢丝绳角度的方法，包括以下步骤：获取检测区域内每一帧的切线数据；设定被测绳索空间范围，选取有效边缘点；基于有效边缘点，解析其沿x、y轴的分量；基于已知测量角度，计算中间变量；基于中间变量，反演得到悬挂绳索角度；通过当前实时角度参与当前双机构速度控制，从而达到主动防摇目的。通过激光雷达扫描被测区域，获取切线信息，提取切线信息中的有效边缘点，对有效边缘点进行正交分解，并通过已知被测激光雷达的安装角度对正交分解数据进行纠正，最后通过纠正后的数据利用反三角函数计算出被测绳索沿垂线方向的夹角，通过得出夹角参与运行的双机构速度控制，从而达到主动防摇目的。

技术领域

本发明涉及传感器检测技术领域，更具体的说是涉及一种钢丝绳角度的方法。

背景技术

起重机(或其他吊装行业、如龙门吊、塔吊、门机、港机等)在装卸货物时，由于其速度的变化及外界干扰影响，使得吊具前后左右摇晃，即影响生产效率，同时会造成一定安全隐患，最终造成严重的经济损失。在吊装过程中，因此如何避免吊具(吊钩)摇摆问题，一直是起重行业与调试人员头疼的问题。而在控制过程中必须使用闭环控制，其闭环控制的输入量必须含有当前钢丝绳角度的信息量，行业中引用广泛的为在吊具上安装三灯，通过检测三灯姿态获取吊具角度从而间接反映钢丝绳的当前角度趋势。但此种方式由于安装条件苛刻(要求吊具平稳且吊装高度在一定范围内、部分龙门吊港机适用，塔机等机械无法使用)、价格昂贵、维护成本高等缘由，无法普遍普及。而其卡脖子的核心问题点是无法提供一套低成本时时的角度检测系统。

这些带起重与平移机构的设备(如吊车、塔吊、门机等)，需要做到远距离无接触测量控制物体的垂直倾角，目前还没有一种很好的解决方案。例如时刻检测钢丝绳倾角的一种装置。由于被测钢丝绳在工作时需要收放，故在整个钢丝绳上无法安装传感器(倾角传感器或者其它的姿态传感器)。

因此，如何提供一种无接触式采样、超强的抗干扰能力、稳定且角度连续性好的绳索角度检测方法，并适用于绳索防摇是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钢丝绳角度的方法，通过激光雷达扫描被测区域，获取切线信息，提取切线信息中的有效边缘点，对有效边缘点进行正交分解，并通过已知被测时激光雷达的安装角度对正交分解数据进行纠正，最后通过纠正后的数据利用反三角函数计算出被测绳索沿垂线方向的夹角，利用绳索与垂线夹角完成主动防摇的速度补偿，从而达到主动防摇效果。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢丝绳角度的方法，包括以下步骤：

S1、获取检测区域内每一帧的切线数据；

S2、设定被测绳索空间范围，选取有效边缘点；

S3、基于有效边缘点，解析其沿x、y轴的分量；

S4、基于已知测量角度，计算中间变量；

S5、基于中间变量，反演得到悬挂绳索角度；

S6、基于绳索的两个空间角度分量，参与最多两机构主动防摇控制。

优选的，所述步骤S1具体包括：

通过激光雷达获取某一区域内绳索的切线方向的数据，设激光雷达当前帧率下采样点为N点，采样角度为θ，最小角分辨率为Δ_θ，绳索直径为L，最大检测距离为H，则其角分辨率Δ_θ为：

Δ_θ＝θ/N (公式1)

最大检测距离H为：

将公式1代入公式2中可得：

优选的，所述步骤S2具体包括：