[发明专利]起重机吊钩或吊物的旋角检测方法、误差消除方法及系统

说明书

本发明公开了一种起重机吊钩或吊物的旋角检测方法、误差消除方法及系统，其中检测方法包括：获取实时标志物图像；对实时标志物图像进行预处理，建立标志物图像直角坐标系，获取每个光源光斑的实时圆心坐标，求取所有光源光斑的实时圆心坐标的平均值A_i；并基于三点共圆的方法求取标志物上N个光源的共圆实时圆心坐标D_i，得到实时位置向量获取预设的起始位置向量基于实时位置向量和起始位置向量得到自旋角度α。本发明方案简单可靠，检测精度高，为自旋控制提供理论技术支持，并可以提高吊钩或吊物的摆动角度检测的精度。

技术领域

本发明涉及起重机吊钩或吊物的状态监测技术领域，尤其涉及一种起重机吊钩或吊物的旋角检测方法、误差消除方法及系统。

背景技术

起重机，通常由桥架、大车行移装置、小车行移装置、提升装置、控制室等部分构成，桥架沿两侧轨道纵向运行，能够充分利用桥架下面空出的空间吊运货物，其方便省力，广泛应用于车间、港口码头、仓库、高层建筑工地等场所。

目前防摆控制的主要包括开环控制、闭环控制以及开环和闭环相结合的方式。开环控制很容易实现，但不够精确；闭环系统精确性好，但需要时刻需要测量小车的位置和吊物的摆动角度作为控制器的反馈量，其中小车位置可以通过起重机主控制器PLC进行获取，测量获取吊物的摆角是实现闭环防摆控制的关键。

但是起重机在摆动时会同时存在自旋运动，自旋运动产生的自旋角度会对摆角的检测造成较大的误差，因此如何检测和消除旋角，是实现摆角精确测量的前提。在已有的旋角检测相关研究中，存在一些关于旋角的专利文献：中国专利CN 110203424B和CN103868447B等，这些装置可以安装至起重机上，但是与起重机PLC通信传输复杂，存在延时性，应用性不强。

发明内容

针对现有技术的不足之处，本发明提供了一种起重机吊钩或吊物的旋角检测方法、误差消除方法及系统，实现起重机吊钩或吊物的旋角检测，以便对其进行消除，实现摆角精确测量。

第一方面，提供了一种起重机吊钩或吊物的旋角检测方法，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，建立标志物图像直角坐标系，获取每个光源光斑的实时圆心坐标，求取所有光源光斑的实时圆心坐标的平均值A_i；并基于三点共圆的方法求取标志物上N个光源的共圆实时圆心坐标D_i，得到实时位置向量

获取预设的起始位置向量

基于实时位置向量和起始位置向量得到自旋角度α为：

本方案首先通过在标志物上设置多个光源，求取所有光源光斑的圆心坐标并取平均值，然后通过三点共圆的原理求取共圆的圆心，进而得到实时位置向量；然后基于实时位置向量和预设的初始位置向量得到自旋角度。通过三点共圆求取圆心的方法得到圆心坐标，相对于单个光源确定坐标的方式，减小了误差，提高了摆角的计算精度。

进一步地，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)。

进一步地，所述降噪处理包括：选取十字交叉型结构元，对原始图像进行形态学处理的开运算，去除原始图像光源光斑中亮度较高的细小区域；