專利名稱：基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及擺角測量裝置，具體涉及基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置。
背景技術：
橋吊的運動會引起負載及吊具的擺動，使其可能和周圍的其它物體或操作人員發生碰撞，導致財物損失甚至人員傷亡。尤其是當橋吊到達指定位置停止運動后，負載的殘余擺動不僅會帶來安全隱患，同時也極大地降低了吊車的工作效率。隨著集裝箱運輸的發展和港口建設規模的擴大，為了提高集裝箱的船舶裝卸速度，集裝箱橋吊雙箱吊具的使用越來越廣泛，能更好地控制橋吊下雙吊具及負載的擺動以使得卡車準確對位成為制約提高集裝箱裝卸效率的關鍵。雙起升雙吊具橋吊具有兩個起升吊具，可同時工作也可單獨作業，因而提高了集裝箱的裝卸效率。但是，其結構復雜，工作方式多樣，兩個吊具即可以各自單獨起升，也可同步起升，這給吊具擺角檢測帶來很大的難度。現有的橋吊擺角檢測裝置都是針對單吊具橋吊設計的，這些檢測裝置均采用了比較復雜的檢測儀器，造價高，維護不方便，準確性低。而且，現有的集裝箱起重機操作自動化程度較低，大多依靠操作員目視吊具及負載來獲得其擺動情況，這種方法不但準確性低而且極易造成工作疲勞，影響工作效率及工作質量。
發明內容本實用新型要解決的技術問題是提供基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，基于機器視覺原理，采用視覺傳感技術進行的擺角檢測信號經過計算機處理獲得的擺角數據；該裝置成本低，效率高，結構簡單，抗干擾能力強，完全克服了上述的問題。為了實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，包括小車，小車通過滑輪固定于大車的頂梁上，小車兩側均設置有測量機構，所述測量機構包括信號處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設置有控制計算機。所述大車的頂梁一側設置有橋吊駕駛室。所述擺角測量裝置由密封箱體構成，所述密封箱體內部的相對面分別設置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導線連接信號處理裝置。所述信號處理裝置包括放大單元，濾波單元及二值化處理單元，并將處理夠得到的脈沖計數送入控制計算機內。本實用新型根據機器視覺原理，雙吊具分別通過兩套照明裝置和CXD陰影測量裝置，將得到的脈沖信號經過處理和計算得到搖擺角度，這些數據可作為橋吊防搖控制的反饋信息，同時可直觀呈現給橋吊駕駛室，本實用新型所涉及的擺角測量裝置屬于非接觸性檢測，成本低，結構簡單，效率高，準確性高，抗干擾能力強，即可為雙起升雙吊具橋吊的防搖定位控制提供反饋信息，又可為橋吊司機的手動操作作為參考。
圖I是本實用新型的結構示意圖。圖2是本實用新型的擺角測量裝置的結構示意圖。圖3是本實用新型的CXD陰影測量裝置的結構原理圖。圖4是本實用新型的吊繩空間示意圖。
具體實施方式
為了使本發明實現的技術手段、創作特征、達成目的與功效易于明白了解，下面結合具體圖示，進一步闡述本發明。 基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，包括小車1，小車I通過滑輪固定于大車6的頂梁5上，小車I兩側均設置有測量機構，所述測量機構包括信號處理裝置3和擺角測量裝置4，所述擺角測量裝置4下端設置有吊繩7，吊繩7 —端連接有吊具8，所述小車I頂端設置有控制計算機2。所述大車7的頂梁8 一側設置有橋吊駕駛室9。所述擺角測量裝置4由密封箱體構成，所述密封箱體內部的相對面分別設置一組LED照明燈10和CXD陰影測量裝置11，吊繩7設置于箱體中間位置，所述CXD陰影測量裝置通過導線連接信號處理裝置。所述信號處理裝置包括放大單元，濾波單元及二值化處理單元，并將處理夠得到的脈沖計數送入控制計算機內。LED照明燈10發出光源后，首先由CXD陰影測量裝置11記錄下吊繩7靜止狀態的圖像，圖像背景均為亮色，只有吊繩為一條陰影，CXD輸出正脈沖，將其送入信號處理裝置3進行處理，將此狀態作為初始參照狀態。橋吊小車接受運行命令后，橋吊開始運行，此時吊具8發生擺動，兩個CXD獲得圖像信息，實時的傳給信號處理裝置3。信號處理裝置3將信號經過放大、濾波及二值化處理后得到的脈沖計數送入控制計算機2處理，之后，將吊具8的擺角信息送到橋吊駕駛室9，供橋吊駕駛員參考，更可作為反饋信息送入防搖控制裝置中。當兩個吊具工作在互鎖模式時，得到的兩個擺角值理論上應該相同；如果不同，那么將互相作為對照進行擺角的修訂，此工作在控制計算機中進行；當兩個吊具工作在獨立模式下時，兩個吊具的擺角互不影響，分別得到兩個角度。計算機通過系列計算得出擺角如附圖4所示。圖中7為搖擺的吊繩，11為CCD陰影測量裝置，其中的虛線12、13分別為吊繩7在CXD陰影測量裝置11的投影。兩個CCD陰影測量裝置輸出的脈沖計數通過一定變換得到吊繩某點分別投射在XZ平面和YZ平面像素點的二維坐標，然后經過簡單的立體幾何計算方法便可得到該點的三維坐標及擺角。
權利要求1.基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，包括小車，小車通過滑輪固定于大車的頂梁上，小車兩側均設置有測量機構，所述測量機構包括信號處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設置有控制計算機。
2.根據權利要求I所述基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述大車的頂梁一側設置有橋吊駕駛室。
3.根據權利要求I所述基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述擺角測量裝置由密封箱體構成，所述密封箱體內部的相對面分別設置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導線連接信號處理裝置。
4.根據權利要求I所述基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，其特征在于，所述信號處理裝置包括放大單元，濾波單元及二值化處理單元，并將處理夠得到的脈沖計數送入控制計算機內。
專利摘要本實用新型公開了基于圖像檢測的雙吊具橋吊擺角測量裝置，包括小車，小車通過滑輪固定于大車的頂梁上，小車兩側均設置有測量機構，所述測量機構包括信號處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設置有控制計算機，所述擺角測量裝置由密封箱體構成，所述密封箱體內部的相對面分別設置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導線連接信號處理裝置，通過兩套照明裝置和CCD陰影測量裝置，將得到的脈沖信號經過處理和計算得到搖擺角度，這些數據可作為橋吊防搖控制的反饋信息，結構簡單，效率高，準確性高，抗干擾能力強。
文檔編號G01C1/00GK202485661SQ20122012192
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月27日 優先權日2012年3月27日
發明者徐為民, 徐攀, 李眾峰, 譚瑩瑩 申請人:上海海事大學