基于图像处理的轮胎吊自动过街系统的制作方法

本实用新型涉及堆场作业系统，更具体地说，涉及一种基于图像处理的轮胎吊自动过街系统。

背景技术：

轮胎吊在堆场作业中，根据作业需要，需从一个堆场过街进入对面堆场进行作业。目前现有的自动化轮胎吊过街方案主要有GPS导航、磁钉定位等。这些方案存在操作过程复杂、价格昂贵等问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种基于图像处理的轮胎吊自动过街系统，解决现有系统操作过程复杂、价格昂贵等问题。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种基于图像处理的轮胎吊自动过街系统，包括轮胎吊大车、图像获取设备、标定设备。轮胎吊大车包括轨道和门腿，轨道水平设置，门腿有两组，分别设置于轨道的两端。每组门腿包括两个平行设置的支架，支架垂直于地面，支架的底部设有滑轮。图像获取设备设置于支架上，固定在支架的外侧。标定设备设置于轮胎吊大车下方，每个标定设备之间的间距固定，且标定设备的连线平行于轮胎吊大车的行走方向。

进一步地，图像获取设备调节到至少能拍摄4个参照物。

进一步地，标定设备包括标定板，标定板上设有多个标志点，每个标志点的直径为10cm，水平方向和垂直方向相邻两个标志点的圆心距离为10cm。标定板的底色为黑色，周围有一圈宽度为5cm的白色边缘。

进一步地，图像获取设备为近红外摄像机，摄像机设置于防水罩内，防水罩的支架安装在轮胎吊大车门腿的两侧。

进一步地，参照物安装在堆场边缘呈一直线，并且与轮胎吊大车保持一定的横向间距。

在上述技术方案中，本实用新型不仅具有较高的精确度，而且在轮胎吊过街施工改造过程中工作量小、成本低，鲁棒性高。

附图说明

图1是本实用新型基于图像处理的轮胎吊自动过街系统的结构示意图；

图2是标定板的示意图；

图3是本实用新型系统第一实施例的模块示意图；

图4是本实用新型系统第二实施例的模块示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例进一步说明本实用新型的技术方案。

本实用新型提出一种基于图像处理的轮胎吊自动过街技术，其主要原理是通过摄像机对地面布置的参照物进行拍摄，获取包含参照物的图像，经过图像处理技术从场景中自动提取出参照物特征信息，根据该特征信息计算出轮胎吊行驶参数数据，进而根据行驶数据控制轮胎吊自动过街。

参照图1，本实用新型首先公开一种基于图像处理的轮胎吊自动过街系统，其主要设备包括轮胎吊大车1、参照物2、图像获取设备3、标定设备、处理设备等。

参照物2安装在堆场边缘呈一直线，并且与轮胎吊大车1保持一定的横向间距，图像获取设备3固定于轮胎吊大车1的门腿上，参照物2处于图像获取设备3的成像视野中心。具体来说，轮胎吊大车1包括轨道和门腿，轨道水平设置，门腿有两组，分别设置于轨道的两端。每组门腿包括两个平行设置的支架4，支架4垂直于地面，支架4的底部设有滑轮。图像获取设备3设置于支架4上，固定在支架4的外侧。

图像获取设备3是采用主动补光的近红外智能摄像机，参照物2是安装于地面上的标志物，两者是构成基于图像处理的大车过街纠偏系统的核心元件。图像获取设备3采用主动补光的近红外智能摄像机，安装于可上下旋转调节，左右旋转调节设计的防水罩支架外壳里面，以方便现场摄像机拍摄角度的调节。并将摄像机防水罩支架外壳安装如图1所示的位置。参照物2均匀等间隔地安装在轮胎吊边上，并且防止轮胎吊压到，避免损坏轮胎吊和它自身。

标定设备设置于轮胎吊大车下方，每个标定设备之间的间距固定，且标定设备的连线平行于轮胎吊大车的行走方向。如图2所示，标定设备5包括标定板，标定板上设有多个标志点，每个标志点的直径为10cm，水平方向和垂直方向相邻两个标志点的圆心距离为10cm。标定板的底色为黑色，周围有一圈宽度为5cm的白色边缘。处理设备设定轮胎吊大车1坐标系，标定设备5设置于轮胎吊大车1坐标系下的固定间距位置，且处理设备根据标定设备生成相机坐标系与轮胎吊大车1坐标系之间的对应关系，以及轮胎吊大车1坐标系与世界坐标系之间的对应关系。处理设备将参照物2的图像坐标实时转换为世界坐标，计算出偏差信号发送至轮胎吊大车1，轮胎吊大车1根据偏差信号控制自身行走。

轮胎吊自动过街过程中，通过安装在大车左右门腿支架上的两个摄像头拍摄安装在路面上的反光参照物2，获得包括反光参考物在内的视频/图像信息，然后经过图像处理技术将图像中的参照物2检测出来，计算其在图像中的坐标。根据图像坐标系与堆场坐标系之间的标定关系，将参照物2的图像坐标其转换为堆场的世界坐标，从而计算出参照物2在堆场坐标系中的绝对位置，再根据相机在轮胎吊大车1上的安装外部参数，计算出大车行进轨迹与地面参照物2的相对偏移关系，根据该偏移数据来控制轮胎吊的差速操作，实现自动过街。

如图3所示，在本实用新型的第一个实施例中，设备31是工控机或者嵌入式运算主板等运算处理单元，对设备32采集的视频照片进行实时处理，然后输出运算结果给大车行走PLC。

设备32是采用主动补光的近红外摄像机，主要前后两个构成，采用主动补光技术主要是为了让摄像机滤出其他环境光线的干扰，使其只对自身发射的光线进行成像。提高系统的鲁棒性。

设备33是安装于地面上的若干标志物，主要是对设备32发出的光进行反射，形成一个强对比度的参照物。

设备34是大车行走控制器PLC，接受设备35输出的结果，对大车的行走提供驱动控制信号。

如图4所示，在本实用新型的第二个实施例中，设备42是采用主动补光的近红外智能摄像机，主要前后两个构成，将图像处理单元44集成于摄像机体内，具有实时的图像采集和处理功能。采用主动补光技术主要是为了让摄像机滤出其他环境光线的干扰，使其只对自身发射的光线进行成像，提高系统的鲁棒性。

设备43是安装于地面上的标志物，主要是对设备42发出的光进行反射，形成一个强对比度的参照物。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本实用新型，而并非用作为对本实用新型的限定，只要在本实用新型的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本实用新型的权利要求书范围内。