一種可視化的起重機吊取定位系統的制作方法

本發明屬于起重機吊取定位相關技術領域，更具體地，涉及一種可視化的起重機吊取定位系統。

背景技術：

隨著工程機械鄰域內關于起重機的技術不斷成熟，用戶對于起重機的要求不再僅僅局限于起重機的性能，還包括起重機的失效率、安全性、遠程監視等。為了滿足客戶的以上要求，本領域相關技術人員已經做出了一些研究。

目前，在碼頭等環境復雜的大型場地上進行集裝箱、鋼卷的吊取作業過程中，由于吊取環境復雜，通常采用無人化吊取，雖然在90％的情況下可保證吊取準確，但是仍然存在很多吊取失敗的情況。然而，吊取的一般為集裝箱、鋼卷等大型工件，一旦失敗其后果非常嚴重。同時，由于起重機吊取可視化程度不高，已然不能滿足現今的操作可視化要求，無法遠程監控，對現場操作人員的身體造成不可彌補的損傷。相應地，本領域存在著發展一種能夠對大型構件的吊取過程進行可視化監測控制的起重機吊取定位系統的技術需求。

技術實現要素：

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供了一種可視化的起重機吊取定位系統，其通過集成控制中心與各個組件的相互配合，實現了起重機吊取過程的三維動態實時監測、吊具抓取裝置的位姿調整等功能，并且所述起重機吊取定位系統可集成到起重機抓取生產線現場，大幅降低起重機吊取失誤率，提高了可視化程度。

為實現上述目的，本發明提供了一種可視化的起重機吊取定位系統，其包括抓取監控中心、集成控制中心、CopyCAD軟件三維動態顯示組件、專家數據庫、傳感檢測組件、吊具抓取控制組件、圖像處理組件、實時內外參獲取組件、攝像組件及三維信息提取組件，其特征在于：

所述抓取監控中心電性連接于所述集成控制中心；所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件電性連接于所述集成控制中心；所述專家數據庫分別電性連接于所述圖像處理組件、所述三維信息提取組件、所述實時內外參獲取組件及所述攝像組件；所述傳感檢測組件電性連接于所述專家數據庫；所述吊具抓放控制組件電性連接于所述集成控制中心；

所述攝像組件用于獲取標定卡圖像、目標物體圖像及目標區域圖像，并將獲得的圖像數據傳輸給所述圖像處理組件，所述圖像處理組件用于將接收到的所述圖像數據進行處理后傳輸給所述三維信息提取組件；所述實時內外參獲取組件用于獲取目標物體及目標區域的三維數據，并將獲得的所述三維數據傳輸給所述三維信息提取組件；所述三維信息提取組件用于將接收到的數據信息進行三維信息提取，并將提取到的三維信息傳輸給所述專家數據庫；所述傳感檢測組件用于實時檢測吊具抓取裝置的實時位姿，并將檢測到的實時位姿數據傳輸到所述專家數據庫；所述吊具抓取控制組件用于實時接收來自所述集成控制中心的指令，并根據所述指令實時控制所述吊具抓取裝置進行相應運動以實現集裝箱或者鋼卷的抓放；所述集成控制中心用于將來自所述專家數據庫的關于吊具抓取裝置、目標物體及目標區域的三維信息傳輸給所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件，并控制所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件實時顯示所述吊具抓取裝置抓取所述目標物體的動態圖，實現了起重機吊取過程的可視化監測。

進一步的，所述專家數據庫設置于起重機上，其用于將來自所述三維信息提取組件的三維信息及來自所述傳感檢測組件的實時位姿數據進行儲存，并傳輸給所述集成控制中心。

進一步的，所述集成控制中心用于實時接收來自所述抓取監控中心的控制指令，并將來自所述專家數據庫的數據信息傳輸給所述抓取監控中心，所述抓取監控中心根據接收到的數據信息而實時發出所述控制指令給所述集成控制中心，所述集成控制中心進而控制所述吊具抓取控制組件進行相應動作，提高了起重機吊取的準確性。

進一步的，所述圖像處理組件包括鋼卷圖像處理組件及集裝箱圖像處理組件，當所述目標物體為集裝箱時，所述集裝箱圖像處理組件處于工作狀態，所述鋼卷圖像處理組件處于閑置狀態；當所述目標物體為鋼卷時，所述鋼卷圖像處理組件處于工作狀態，所述集裝箱圖像處理組件處于閑置狀態。

進一步的，所述起重機吊取定位系統還包括數據傳輸接口，所述數據傳輸接口電性連接所述集成控制中心及所述抓取監控中心。

進一步的，所述傳感檢測組件包括設置在所述吊具抓取裝置上的位移傳感器，所述位移傳感器用于實時檢測所述吊具抓取裝置的位移。

進一步的，所述傳感檢測組件還包括設置在所述吊具抓取裝置上的角度檢測傳感器，所述角度檢測傳感器用于檢測所述吊具抓取裝置的某一部分的角度。

總體而言，通過本發明所構思的以上技術方案與現有技術相比，本發明提供的可視化的起重機吊取定位系統，其通過CopyCAD軟件三維動態顯示組件實時顯示吊具抓取裝置抓取目標物體的動態圖，提高了可視化程度，信息可追溯，且可靠性較高。此外，所述起重機吊取定位系統通過抓取監控中心實時監控起重機的吊取過程，并配合集成控制中心及吊具抓放控制組件實時準確抓取目標物體，提高了抓取效率及抓取準確性，降低了抓取失誤率，提高了現場操作的安全性。

附圖說明

圖1是本發明較佳實施方式提供的可視化的起重機吊取定位系統的結構框圖。

圖2是圖1中的可視化的起重機吊取定位系統的工作流程示意圖。

圖3是圖1中的可視化的起重機吊取定位系統處于使用狀態的示意圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。此外，下面所描述的本發明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。

請參閱圖1至圖3，本發明較佳實施方式提供的可視化的起重機吊取定位系統，所述起重機吊取定位系統通過集成控制中心與各個子系統的相互配合，實現了起重機吊取過程的三維動態實時監測、吊具位姿調整、起重機吊取相關信息共享等功能，并且可集成到起重機抓取生產線現場，大幅降低了起重機的吊取失誤率，可將起重機的吊取成功率提高到95％以上，降低了起重機操作過程中對人員身體的損害。

所述起重機吊取定位系統包括抓取監控中心、數據傳輸接口、集成控制中心、CopyCAD軟件三維動態顯示組件、專家數據庫、傳感檢測組件、吊具抓取控制組件、圖像處理組件、實時內外參獲取組件、攝像組件及三維信息提取組件。

所述抓取監控中心通過所述數據傳輸接口電性連接于所述集成控制中心。所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件電性連接于所述集成控制中心。所述專家數據庫分別電性連接于所述圖像處理組件、所述三維信息提取組件、所述實時內外參獲取組件及所述攝像組件。所述傳感檢測組件電性連接于所述專家數據庫。所述吊具抓放控制組件電性連接于所述集成控制中心。

所述攝像組件用于獲取標定卡圖像、目標物體圖像及目標區域圖像，并將獲得的圖像數據傳輸給所述圖像處理組件，所述圖像處理組件將接收到的所述圖像數據進行處理后傳輸給所述三維信息提取組件，所述三維信息提取組件對接收到的圖像數據進行提取三維圖像信息，并將提取到的所述三維圖像信息傳輸到所述專家數據庫，所述專家數據庫將接收到的所述三維圖像信息儲存起來。本實施方式中，所述專家數據庫設置在起重機上。

所述實時內外參獲取組件用于獲取目標物體及目標區域的三維數據，并將獲得的所述三維數據傳輸給所述三維信息提取組件，所述三維信息提取組件將接收到的所述三維數據進行處理后傳輸到所述專家數據庫，所述專家數據庫對接收到的所述三維數據進行儲存。

所述傳感檢測組件用于實時檢測吊具抓取裝置的實時位姿，并將檢測到的實時位姿數據傳輸到所述專家數據庫，所述專家數據庫將接收到的所述實時位姿數據進行儲存。本實施方式中，所述傳感檢測組件包括設置在所述吊具抓取裝置上的位移傳感器，所述位移傳感器用于實時檢測所述吊具抓取裝置的位移；可以理解，在其他實施方式中，所述傳感檢測組件還可以包括其他類型的傳感器，如角度檢測傳感器，所述角度檢測傳感器設置在所述吊具抓取裝置上，其可以用于檢測所述吊具抓取裝置的某一部分的角度。

所述吊具抓取控制組件用于實時接收來自所述集成控制中心的指令，并根據接收到的所述指令實時控制所述吊具抓取裝置進行相應運動以實現集裝箱或者鋼卷的抓放。

所述集成控制中心通過所述數據傳輸接口接收來自所述抓取監控中心的控制指令，并將來自所述專家數據庫的數據信息傳輸給所述抓取監控中心，所述抓取監控中心根據接收到的數據信息而實時發出所述控制指令給所述集成控制中心，所述集成控制中心進而控制所述吊具抓取控制組件進行相應動作，提高了起重機的準確吊取。

所述集成控制中心還將來自所述專家數據庫的關于所述吊具抓取裝置、所述目標物體及所述目標區域的三維信息傳輸給所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件，并控制所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件顯示吊具抓取裝置抓取所述目標物體的動態圖，實現了起重機吊取過程的可視化監測。

本實施方式中，所述圖像處理組件包括鋼卷圖像處理組件及集裝箱圖像處理組件，當所述目標物體為集裝箱時，所述集裝箱圖像處理組件處于工作狀態，所述鋼卷圖像處理組件處于閑置狀態；當所述目標物體為鋼卷時，所述鋼卷圖像處理組件處于工作狀態，所述集裝箱圖像處理組件處于閑置狀態。

所述起重機吊取定位系統工作時，所述攝像組件拍攝標定卡獲取一定數量的圖片進行雙目攝像機定位，所述實時內外參獲取組件獲取目標物體及目標區域的三維數據，并將獲得的所述三維數據傳輸給所述三維信息提取組件，與此同時，所述攝像組件將獲得的圖像數據傳輸給所述圖像處理組件；針對不同的目標物體選擇不同的圖像處理組件；所述三維信息提取組件將接收到的數據信息進行處理后傳輸到所述專家數據庫；所述集成控制中心實時采集所述專家數據庫內的三維信息，并控制所述CopyCAD軟件三維動態顯示組件實時顯示吊具抓取裝置抓取所述目標物體的動態圖，同時控制所述吊具抓取控制組件進行相應抓取動作；所述抓取監控中心通過所述數據傳輸接口及所述集成控制中心實時獲取來自所述專家數據庫的三維數據，進而對所述吊具抓取裝置抓取目標物體的過程進行監測及根據接收到的所述三維數據實時發送控制指令給所述集成控制中心。

本發明提供的可視化的起重機吊取定位系統，其通過CopyCAD軟件三維動態顯示組件實時顯示吊具抓取裝置抓取目標物體的動態圖，提高了可視化程度，信息可追溯，且可靠性較高。此外，所述起重機吊取定位系統通過抓取監控中心實時監控起重機的吊取過程，并配合集成控制中心及吊具抓放控制組件實時準確抓取目標物體，提高了抓取效率及抓取準確性，降低了抓取失誤率，提高了現場操作的安全性。

本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。