专利名称：基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法及设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法及设备，具体涉及臂架式混凝土泵车及起重机等高空作业的机械在工作过程中执行部件的位移测量，属于工程机械领域。
背景技术：
在工程机械(如起重机、泵车等)施工现场，基于试验测量或故障原因排查的需要，经常需要测量执行部件(如臂架、吊具等)的位移，而在施工现场测量此类工程机械的位移是十分不方便。目前采用位移传感器面对现场的恶劣环境及需要一个固定参考点等因素，使这类传感器使用起来非常困难，同时，此类型传感器通常需要各种规格电源(220V交流电，24V直流电，36V直流电等都需要专用的电源模块，携带不便)的准备、位移基准的标定以及安装传感器的不便(有些需要停机安装)，给现场测量带来了诸多不便，加大了测量的工作量和难度。目前缺少方便有效的测量方法。因此，如何方便快速的工程机械的执行部件的高空测量问题，是本领域技术人员所需解决的技术问题。由于工程机械的执行部件(臂架、吊具等)具有较小刚度和较大的质量，在振动或是移动时速度通常比较慢，因此采用较低频的采样频率进行测量是能满足大部分的测量要求的。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术存在的问题及缺点，提供一种使用简便、性能可靠的臂架运动测量方式以及发动机运行信息测量方式。本发明所采用的技术方案是—种基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，以工程机械作为待测目标，设置有摄像机A和摄像机B，包括以下步骤步骤一、在待测目标上设置标识物；步骤二、以标识物在地面上的投影点为原点0，在地面上架设摄像机A和摄像机B， 摄像机A到原点0的距离LA与摄像机B到原点0的距离LB相等，且OA两点连线与OB连点连线互相垂直；步骤三、摄像机A和摄像机B的镜头分别对准标识物的中心位置，且摄像机A和摄像机B的拍摄角度和焦距相同；步骤四、摄像机A和摄像机B同时对待测目标进行一段时间的摄像；步骤五、对摄像机A和摄像机B的拍摄影像进行图像处理，根据待测目标在影像上的像素移动变化值、标识物在影像上的像素值和标识物的实际大小计算待测目标的实际移动变化值；步骤六、根据摄像机A和摄像机B的影像分别得出的两组待测目标实际移动变化值数据进行比较，若一致则输出并存储数据，退出；若不一致，则数据作废，回到步骤四。优选的，上述步骤一中设置标识物时将标识物的形状和颜色与背景进行明显区别。优选的，上述步骤五中像素移动变化值包括上下方向像素移动变化值和左右方向像素移动变化值，实际移动变化值包括上下方向实际移动变化值和左右方向实际移动变化值。优选的，上述实际移动变化值通过以下公式进行计算
权利要求
1.一种基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，以工程机械作为待测目标，设置有摄像机A和摄像机B，其特征在于包括以下步骤步骤一、在待测目标上设置标识物；步骤二、以标识物在地面上的投影点为原点0，在地面上架设摄像机A和摄像机B，摄像机A到原点0的距离LA与摄像机B到原点0的距离LB相等，且OA两点连线与OB连点连线互相垂直；步骤三、摄像机A和摄像机B的镜头分别对准标识物的中心位置，且摄像机A和摄像机 B的拍摄角度和焦距相同；步骤四、摄像机A和摄像机B同时对待测目标进行一段时间的摄像；步骤五、对摄像机A和摄像机B的拍摄影像进行图像处理，根据待测目标在影像上的像素移动变化值、标识物在影像上的像素值和标识物的实际大小计算待测目标的实际移动变化值；步骤六、根据摄像机A和摄像机B的影像分别得出的两组待测目标实际移动变化值数据进行比较，若一致则输出并存储数据，退出；若不一致，则数据作废，回到步骤四。
2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 所述步骤一中设置标识物时将标识物的形状和颜色与背景进行明显区别。
3.根据权利要求1所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 所述步骤五中像素移动变化值包括上下方向像素移动变化值和左右方向像素移动变化值， 实际移动变化值包括上下方向实际移动变化值和左右方向实际移动变化值。
4.根据权利要求3所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 所述实际移动变化值通过以下公式进行计算上下运动幅度W =χ标识物实际宽度WD，标识物宽度像素值WDpix左右移动幅度L = g，ggfLpK. χ标识物实际宽度WD。 标识物宽度像素值WDpix
5.根据权利要求3所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 将标识物设置在臂架上，则通过以下公式进行计算臂架的运动幅度=，架口运m白二直χ标识物的边长。标识物边长的像素值
6.根据权利要求5所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 根据臂架的运动幅度以及运动时间可以计算出相应方向的变化速度和加速度。
7.根据权利要求5所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于 对臂架的运动幅度在时域进行傅里叶变换，作进一步数据分析。
8.根据权利要求1-7之一所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于所述基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法还包括录音设备，在施工现场采集正常工作时发动机的声音和施工现场的噪声，对其做简单的处理后从发动机的声音中去除施工现场的噪声，将波形显示出来并保存到数据库。
9.根据权利要求8所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法，其特征在于将所述影像处理结果和声音处理结果通过网络传输到待测目标设备生产厂商终端，由生产厂商根据处理结果进行实时判断，得到设备运行状况并进行维护指导和技术方案制定。
10. 一种执行如权利要求1-9所述的基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法的设备，其特征在于包括设置在待测目标上的标识物、两台摄像机、个人PC电脑和网络传输设备，两台摄像机为摄像机A和摄像机B，以标识物在地面上的投影点为原点0，在地面上架设摄像机A和摄像机B，摄像机A到原点0的距离LA与摄像机B到原点0的距离LB相等，且 OA两点连线与OB连点连线互相垂直；摄像机A和摄像机B的镜头分别对准标识物的中心位置，且摄像机A和摄像机B的拍摄角度和焦距相同。
全文摘要
本发明提出了一种基于机器视觉的工程机械远距离测量的方法及设备，其方法包括在待测目标上设置标识物；以标识物在地面上的投影点为原点O，在地面上架设摄像机A和摄像机B，分别对准标识物的中心位置，同时对待测目标进行一段时间的摄像；对拍摄影像进行图像处理，根据待测目标在影像上的像素移动变化值、标识物在影像上的像素值和标识物的实际大小计算待测目标的实际移动变化值。本发明是采用摄影或是摄像的方式，获取一段录像或是一系列照片，即自动可获取位移、速度、加速度信息等。因此对臂架或吊具振动和发动机的运行信息进行现场测量是可行的，而且录像或是照片能更加方便的记录此时的工作状态，更利于后期分析。
文档编号G01C11/00GK102384744SQ20111036217
公开日2012年3月21日 申请日期2011年11月16日 优先权日2011年11月16日
发明者乔艳红, 崔润哲, 张如伟, 李勇, 李康, 王飞, 罗勇, 范爱华 申请人:山推楚天工程机械有限公司