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(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)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(shù)：
橋吊的運(yùn)動(dòng)會(huì)引起負(fù)載及吊具的擺動(dòng)，使其可能和周圍的其它物體或操作人員發(fā)生碰撞，導(dǎo)致財(cái)物損失甚至人員傷亡。尤其是當(dāng)橋吊到達(dá)指定位置停止運(yùn)動(dòng)后，負(fù)載的殘余擺動(dòng)不僅會(huì)帶來安全隱患，同時(shí)也極大地降低了吊車的工作效率。隨著集裝箱運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展和港口建設(shè)規(guī)模的擴(kuò)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(fù)載的擺動(dòng)以使得卡車準(zhǔn)確對位成為制約提高集裝箱裝卸效率的關(guān)鍵。雙起升雙吊具橋吊具有兩個(gè)起升吊具，可同時(shí)工作也可單獨(dú)作業(yè)，因而提高了集裝箱的裝卸效率。但是，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工作方式多樣，兩個(gè)吊具即可以各自單獨(dú)起升，也可同步起升，這給吊具擺角檢測帶來很大的難度?，F(xiàn)有的橋吊擺角檢測裝置都是針對單吊具橋吊設(shè)計(jì)的，這些檢測裝置均采用了比較復(fù)雜的檢測儀器，造價(jià)高，維護(hù)不方便，準(zhǔn)確性低。而且，現(xiàn)有的集裝箱起重機(jī)操作自動(dòng)化程度較低，大多依靠操作員目視吊具及負(fù)載來獲得其擺動(dòng)情況，這種方法不但準(zhǔn)確性低而且極易造成工作疲勞，影響工作效率及工作質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)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(jī)器視覺原理，采用視覺傳感技術(shù)進(jìn)行的擺角檢測信號(hào)經(jīng)過計(jì)算機(jī)處理獲得的擺角數(shù)據(jù)；該裝置成本低，效率高，結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，完全克服了上述的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)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(cè)均設(shè)置有測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括信號(hào)處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設(shè)置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設(shè)置有控制計(jì)算機(jī)。所述大車的頂梁一側(cè)設(shè)置有橋吊駕駛室。所述擺角測量裝置由密封箱體構(gòu)成，所述密封箱體內(nèi)部的相對面分別設(shè)置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設(shè)置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導(dǎo)線連接信號(hào)處理裝置。所述信號(hào)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(jì)數(shù)送入控制計(jì)算機(jī)內(nèi)。本實(shí)用新型根據(jù)機(jī)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(hào)經(jīng)過處理和計(jì)算得到搖擺角度，這些數(shù)據(jù)可作為橋吊防搖控制的反饋信息，同時(shí)可直觀呈現(xiàn)給橋吊駕駛室，本實(shí)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(jié)構(gòu)簡單，效率高，準(zhǔn)確性高，抗干擾能力強(qiáng)，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(jī)的手動(dòng)操作作為參考。

圖I是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型的擺角測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本實(shí)用新型的CXD陰影測量裝置的結(jié)構(gòu)原理圖。圖4是本實(shí)用新型的吊繩空間示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)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(cè)均設(shè)置有測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括信號(hào)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(shè)置有吊繩7，吊繩7 —端連接有吊具8，所述小車I頂端設(shè)置有控制計(jì)算機(jī)2。所述大車7的頂梁8 一側(cè)設(shè)置有橋吊駕駛室9。所述擺角測量裝置4由密封箱體構(gòu)成，所述密封箱體內(nèi)部的相對面分別設(shè)置一組LED照明燈10和CXD陰影測量裝置11，吊繩7設(shè)置于箱體中間位置，所述CXD陰影測量裝置通過導(dǎo)線連接信號(hào)處理裝置。所述信號(hào)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(jì)數(shù)送入控制計(jì)算機(jī)內(nèi)。LED照明燈10發(fā)出光源后，首先由CXD陰影測量裝置11記錄下吊繩7靜止?fàn)顟B(tài)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(hào)處理裝置3進(jìn)行處理，將此狀態(tài)作為初始參照狀態(tài)。橋吊小車接受運(yùn)行命令后，橋吊開始運(yùn)行，此時(shí)吊具8發(fā)生擺動(dòng)，兩個(gè)CXD獲得圖像信息，實(shí)時(shí)的傳給信號(hào)處理裝置3。信號(hào)處理裝置3將信號(hào)經(jīng)過放大、濾波及二值化處理后得到的脈沖計(jì)數(shù)送入控制計(jì)算機(jī)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(dāng)兩個(gè)吊具工作在互鎖模式時(shí)，得到的兩個(gè)擺角值理論上應(yīng)該相同；如果不同，那么將互相作為對照進(jìn)行擺角的修訂，此工作在控制計(jì)算機(jī)中進(jìn)行；當(dāng)兩個(gè)吊具工作在獨(dú)立模式下時(shí)，兩個(gè)吊具的擺角互不影響，分別得到兩個(gè)角度。計(jì)算機(jī)通過系列計(jì)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(gè)CCD陰影測量裝置輸出的脈沖計(jì)數(shù)通過一定變換得到吊繩某點(diǎn)分別投射在XZ平面和YZ平面像素點(diǎn)的二維坐標(biāo)，然后經(jīng)過簡單的立體幾何計(jì)算方法便可得到該點(diǎn)的三維坐標(biāo)及擺角。
權(quán)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(cè)均設(shè)置有測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括信號(hào)處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設(shè)置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設(shè)置有控制計(jì)算機(jī)。
2.根據(jù)權(quán)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(cè)設(shè)置有橋吊駕駛室。
3.根據(jù)權(quán)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(gòu)成，所述密封箱體內(nèi)部的相對面分別設(shè)置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設(shè)置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導(dǎo)線連接信號(hào)處理裝置。
4.根據(jù)權(quán)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(hào)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(jì)數(shù)送入控制計(jì)算機(jī)內(nèi)。
專利摘要本實(shí)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(cè)均設(shè)置有測量機(jī)構(gòu)，所述測量機(jī)構(gòu)包括信號(hào)處理裝置和擺角測量裝置，所述擺角測量裝置下端設(shè)置有吊繩，吊繩一端連接有吊具，所述小車頂端設(shè)置有控制計(jì)算機(jī)，所述擺角測量裝置由密封箱體構(gòu)成，所述密封箱體內(nèi)部的相對面分別設(shè)置一組LED照明燈和CCD陰影測量裝置，吊繩設(shè)置于箱體中間位置，所述CCD陰影測量裝置通過導(dǎo)線連接信號(hào)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(hào)經(jīng)過處理和計(jì)算得到搖擺角度，這些數(shù)據(jù)可作為橋吊防搖控制的反饋信息，結(jié)構(gòu)簡單，效率高，準(zhǔn)確性高，抗干擾能力強(qiáng)。
文檔編號(hào)G01C1/00GK202485661SQ20122012192
公開日2012年10月10日 申請日期2012年3月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月27日
發(fā)明者徐為民, 徐攀, 李眾峰, 譚瑩瑩 申請人:上海海事大學(xué)