一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法与流程

1.本发明涉及废钢卸料技术领域，具体是一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法。


背景技术：

2.废钢是一种绿色环保无污染，可供人类多次重复利用的能源。废钢的产生量是伴随我国智能制造速度加快迅速增长的，因为钢铁厂生产的品种、质量和生产周期都和废钢的质量和产量相关。因此，越来越多的钢铁企业开始关注如何进行废钢质量的智能判定和科学管理，而废钢等级的科学识别和判定是其中至关重要的一个环节。
3.我国目前每年大约使用超过1亿吨废钢，由于废钢种类多、实际检测情景复杂、人工系统衔接难度大，现在大多数钢铁企业判定废钢等级主要由质量管理人员目测和卡尺测量共同进行判定。这种方法存在的主要问题包括人为因素影响大，流程和手续比较长。废钢铁质量检测问题，一直困扰着钢铁企业。
4.在目前废钢卸料中已经普遍使用了天车无人控制系统对天车电磁吸盘和爪机进行操作，但是无法做到有效地自动识别和跟踪废钢车厢变化区域。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动抓取及智能识别系统，包括天车三维精确定位模块，用于建立空间三维坐标系，对天车的运行进行精确三维定位；天车防摇模块，降低天车在启动和停止时吊具的摆动幅度，减少吊运时的稳定时间，提高吊运效率；天车无人控制走行模块，接受上位机的作业指令，自动验证数据的准确性并按照指令自动进行天车的走行、吊具的升降等操作，自动完成吊运作业；天车吸盘自动吸合与释放模块：根据传感器接受到的数据信息，根据图像处理结果的反馈自动进行物料的吸放操作，完成相关吊运作业；天车运行监控模块，在上位机上监控吸盘抓取的废钢，利用图像采集及图像智能分析判别废钢等级，并做出自动对危险废钢进行分类的处理；紧急故障处理模块，根据传感器和运行的期望值进行比较，自动判断天车时候处于正常工作状态，如果出现非预期工作情况，自动做出简单的应急处理，防止事故的发生或者扩大化；安全控制模块，接受地面安全传感器设备的检测状态，一旦出现人员的非法入侵、设备故障、人为紧急停止操作等对天车进行紧急停车操作。
7.进一步地，所述天车防摇模块利用大、小车位移传感器信息反馈以及起升机构夹
具高度（绳摆长度），通过plc进行动力学模型计算处理，再控制变频器的加减速动态调整以实现夹具的防摇功能。
8.进一步地，所述安全控制模块增加了物理栅栏以及光电检测、声光报警系统、视频监控系统，只在指定地点预留人员进入的入口，当检测到人员非法进入时，通过声光报警的方式告知非法进入人员已经处于危险环境，同时停止天车的吊运操作，使天车处于暂停状态，并且在上位机上给出报警显示，通知管理人员，有人员非法进入车间，让管理人员进行下一步处理。
9.一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法，包括如下步骤：步骤一：通过摄像头获取需检测的目标区域图像并传输给服务器；步骤二：利用机器算法构建废钢车厢定位模型，将步骤一获取的目标区域图像输入训练好的废钢车厢定位模型，识别出目标区域图像中废钢车厢位置；步骤三：构建废钢卸料吸盘爪机追踪模型，利用训练好的废钢卸料爪机追踪模型，在识别抓取的废钢后自动进行废钢的等级识别，对危险类废钢进行信息反馈，进一步的，根据废钢定级反馈，爪机自动对抓取的废钢进行归类释放 ；步骤四：对背景建模，采用步骤三中抓拍的上一次抓取后废钢车厢区域的多帧图像训练混合模型，通过混合模型与当前抓取后废钢车厢区域图像差分运算，识别出废钢抓斗抓取后废钢车厢变化区域。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明能实现废钢卸料中天车的自动化控制，提高了生产的效率，降低了生产安全隐患，通过构建电磁吸盘爪机自动识别和跟踪算法模型能有效地自动识别和跟踪废钢车厢变化区域。
附图说明
11.图1为本发明一种卸料天车的控制系统结构示意图。
12.图2为本发明一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法示意图。
13.图3为本发明一种卸料天车的控制系统作业流程示意图。
具体实施方式
14.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.实施例1请参阅图1-3，本发明实施例中，一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别系统，包括天车三维精确定位模块，用于建立空间三维坐标系，对天车的运行进行精确三维定位；天车防摇模块，降低天车在启动和停止时吊具的摆动幅度，减少吊运时的稳定时间，提高吊运效率；天车无人控制走行模块，接受上位机的作业指令，自动验证数据的准确性并按照指令自动进行天车的走行、吊具的升降等操作，自动完成吊运作业；
天车吸盘自动吸合与释放模块：根据传感器接受到的数据信息，判断夹具是否到位并且根据图像识别的反馈信息，自动进行物料的归类及吸放操作，完成相关吊运作业；天车运行监控模块，在上位机上监控天车各个设备的运行状态，全面掌握天车的运行状态；紧急故障处理模块，根据传感器和运行的期望值进行比较，自动判断天车时候处于正常工作状态，如果出现非预期工作情况，自动做出简单的应急处理，防止事故的发生或者扩大化；安全控制模块，接受地面安全传感器设备的检测状态，一旦出现人员的非法入侵、设备故障、人为紧急停止操作等对天车进行紧急停车操作。
16.在本实施例中，所述天车防摇模块利用大、小车位移传感器信息反馈以及起升机构夹具高度（绳摆长度），通过plc进行动力学模型计算处理，再控制变频器的加减速动态调整以实现夹具的防摇功能。
17.实施例2请参阅图1-3，本发明实施例中，一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别系统，包括天车三维精确定位模块，用于建立空间三维坐标系，对天车的运行进行精确三维定位；天车防摇模块，降低天车在启动和停止时吊具的摆动幅度，减少吊运时的稳定时间，提高吊运效率；天车无人控制走行模块，接受上位机的作业指令，自动验证数据的准确性并按照指令自动进行天车的走行、吊具的升降等操作，自动完成吊运作业；天车吸盘自动吸合与释放模块：根据传感器接受到的数据信息，提取出来废钢后进行精确的智能定级，用于自动分类危险类废钢；，完成相关吊运作业；天车运行监控模块，在上位机上监控天车各个设备的运行状态，全面掌握天车的运行状态；紧急故障处理模块，根据传感器和运行的期望值进行比较，自动判断天车时候处于正常工作状态，如果出现非预期工作情况，自动做出简单的应急处理，防止事故的发生或者扩大化；安全控制模块，接受地面安全传感器设备的检测状态，一旦出现人员的非法入侵、设备故障、人为紧急停止操作等对天车进行紧急停车操作。
18.在本实施例中，所述安全控制模块增加了物理栅栏以及光电检测、声光报警系统、视频监控系统，只在指定地点预留人员进入的入口，当检测到人员非法进入时，通过声光报警的方式告知非法进入人员已经处于危险环境，同时停止天车的吊运操作，使天车处于暂停状态，并且在上位机上给出报警显示，通知管理人员，有人员非法进入车间，让管理人员进行下一步处理。
19.实施例3和上述实施例相同部分以外的一种废钢卸料中天车电磁吸盘爪机自动识别和跟踪方法，包括如下步骤：步骤一s1：通过摄像头获取需检测的目标区域图像并传输给服务器；步骤二s2：利用机器算法构建废钢车厢定位模型，将步骤一获取的目标区域图像
输入训练好的废钢车厢定位模型，识别出目标区域图像中废钢车厢位置；步骤三s3：构建废钢卸料吸盘爪机追踪模型，利用训练好的废钢卸料爪机追踪模型，在步骤二提取的废钢车厢区域内追踪爪机运行轨迹，当检测到爪机离开废钢车厢区域时，从视频中抓拍爪机抓取废钢后废钢车厢区域的图像；步骤四s4：对背景建模，采用步骤三中抓拍的上一次抓取后废钢车厢区域的多帧图像训练混合模型，通过混合模型与当前抓取后废钢车厢区域图像差分运算，识别出废钢抓斗抓取后废钢车厢变化区域。
20.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
21.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。