[发明专利]一种非接触式行吊吊绳摆角监测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种非接触式行吊吊绳摆角监测装置。涉及专利分类号B66卷扬；提升；牵引B66C起重机；用于起重机、绞盘、绞车或滑车的载荷吊挂元件或装置B66C13/00其他结构特征或零件B66C13/16显示、记录或称量装置的应用。

背景技术

行吊在吊装过程中，由于水平运动、人为拉拽、风力作用等均会迫使吊绳偏离垂直位置，这将加速吊绳磨损，甚至造成吊绳损坏，从而产生安全隐患，增加维护成本，因此，对吊绳摆角进行实时监测，并在超出安全工作范围时及时警示操作人员对吊绳进行纠偏，就显得尤为重要。

现有技术中，多采用机械接触式监测装置，其不足之处是，安装复杂，维护极为不便，且因缺乏可控途径而造成误告警较多，影响行吊正常使用。

发明内容

本发明针对以上问题的提出，而研制的一种非接触式行吊吊绳摆角监测装置，具有：

图像采集单元：采集包含吊绳根部和定长吊绳段的原始图片；

图像处理单元：该单元包括图像预处理模块和图像处理模块；

所述的图像预处理模块，根据获得的原始，生成图片的灰度图片；在该灰度图片分离出去除背景图像的吊绳图像；

所述的图像处理模块，分别截取所述吊绳图像分别包含设定数量的像素行的上部、中部和下部图像；计算吊绳图像分别在所述上部、中部和下部图像中多个像素行中的起始列(j_1b,j_1e)和截止列(j_x1b,j_x1e)；

根据所述的起始列和截止列分别计算吊绳在所述的上部图像、中部图像和下部图像中的角度平均值；通过均值计算吊绳在所述吊绳图像中的摆角；

根据图像采集设备的视场角β、焦距f、图像采集设备光轴与水平面的倾角α以及图像采集设备镜头光心至吊绳铅垂面的距离d，通过如下公式：

得到吊绳的实际摆角；

告警单元：若实际摆角超过安全范围，发出报警。

作为优选的实施方式，所述的图像预处理模块通过如下算式：

0.299×r+0.587×g+0.114×b

计算所述的图片中每一个像素点的灰度值，使用灰度值替换像素点的彩色值，生成所述的灰度图片；其中r表示图像中像素点的红色成分，g表示图像中像素点的绿色成分，b表示图像中像素点的蓝色成分。

作为优选的实施方式，所述的图像处理单元中图像预处理模块进行“分离出吊绳图像和背景图像”操作的具体过程如下：

采集不同外部环境背景下的图片，得到不同环境背景下的灰度图片，标定得到表示不同外部环境背景下灰度范围的典型值；进而划分为n-1个典型值区间，所述的n-1个典型值区间分别表示为[G_r1,G_r2),[G_r2,G_r3)，…，[G_rn-1,G_rn]；

根据每个典型值区间内最大值和最小值，给定所述的每个典型值区间中能够最佳区分行吊吊绳与背景的灰度阈值G_ti，i＝1,…,n-1；从而获得当前环境下的灰度阈值G_t；

选择所述灰度图像中的特定区域，计算区域中灰度的平均值，将该平均值作为背景灰度参考值G_r；

若当前的灰度图像中的背景灰度参考值Gr大于所述的灰度阈值G_t,则认为图像是吊绳图像，否则认为是背景图像。

更进一步的，特定区域的定义如下：图像采集模块采集图像的像素大小为n行m列，得到的灰度图像同样为n行m列，取灰度图像由第0行第0列起至n1行m1列止像素、第0行第m-m1列起至n1行m列止像素、第n-n2行第0列起至第n行第m2列和第n-n2行第m-m2列起至第n行第m列，即为选定的特定区域，其中m₁<m/3，m₂<m/3，n₁<n/3，n₂<n/3，计算特定区域的平均值，即为所述的背景灰度参考值G_r。