[发明专利]智能钢卷库区吊运钢卷和库存钢卷防碰撞检测系统

权利要求书

1.一种智能钢卷库区吊运钢卷和库存钢卷防碰撞检测系统，其特征在于，包括地面信号发射单元、车上信号接收单元以及信号处理单元，其中：

所述地面信号发射单元作为该系统的底层，所述地面信号发射单元的输出接口与车上信号接收单元连接，用于发射信息；

所述车上信号接收单元的输出接口与信号处理单元连接，用于接收地面发射的特殊信息，并将所述特殊信息转化为数字信息；

所述信号处理单元用于获得当前库位状态信息以及吊运钢卷碰撞可能性信息，接收车上信号接收单元发送的数字信息，并对所述数字信息分析和处理，判断所述数字信息是否为当前库位鞍座位发射出来的信息并判断所述库位鞍座在何种状态时发射出来的信息，从而获得最终碰撞的可能性结果；

所述地面信号发射单元包括高反光标签板以及投射灯，所述投射灯投射特殊波段的光线到高反光标签板上，所述高反光标签板反射出的光线被车上信号接收单元所接收；

所述高反光标签板安装在库位鞍座的四个角上，所述投射灯安装在夹钳悬臂上；

所述地面信号发射单元包括信息发射器，所述信息发射器能够根据库位上方是否放置钢卷发射不同的状态信息；其中，所述信息发射器采用无源发射器；

所述车上信号接收单元包括CCD工业相机以及相配套的光学滤镜成像单元、触发器单元、图像采集单元，触发器单元的触发时机为吊车吊运钢卷到达指定库位鞍座的坐标位置，当触发器触发后，CCD工业相机和光学滤镜成像单元对地面信号发射单元的高反光标签板反射的光线成像并转换成数字图像提供给图像采集单元，图像采集单元对所述数字图像进行预处理，并将预处理获得的结果输出到信号处理单元，其中：

所述CCD工业相机以及相配套的光学滤镜成像单元用于过滤自然光线和杂质光，保证投射灯发射的特殊波段的光线能够稳定通过；

所述触发器单元能够触发CCD工业相机拍照并捕捉图像信号，当吊车运行到指定库位鞍座的坐标位置后，所述触发器单元发送触发信号控制CCD工业相机拍照，所述触发器单元能够通过硬件控制或通过软件控制；

当通过软件控制时，所述触发器单元的输入端连接信号处理单元，所述吊车运行到指定库位鞍座的坐标位置后，由所述信号处理单元发送并通过软件触发信号进而控制CCD工业相机拍照；

所述鞍座上固定的高反光标签板安装角度取决于夹钳悬臂上投射灯的位置、安装角度以及信号接收单元中CCD工业相机安装位置以及安装角度，且必须满足以下条件：

条件一：在高反光标签板、投射灯和CCD工业相机之间不存在物理遮挡的时候，投射灯发射的特殊波段能够被CCD工业相机接收；

条件二：当夹钳悬臂摇摆角度在-5°到5°时，条件一成立；

当同时满足条件一和条件二时，所述高反光标签板的安装位置能够通过标定和计算来获得；

所述高反光标签板的安装位置标定和计算步骤如下：

步骤一：确定CCD工业相机的安装角度，当安装角度为垂直向下安装时，则能够根据CCD工业相机安装平面高度到钢卷中心高度、吊运钢卷基本尺寸、鞍座位置、周边钢卷尺寸以及放置位置确定CCD工业相机在安装平面上获得鞍座成像的位置范围，在所述位置范围内，库位鞍座能够透过吊运的钢卷和周边库位鞍座上的钢卷之间的间隙在CCD工业相机上成像；

步骤二：在CCD工业相机安装平面上还可用的安装位置上安装投射灯，根据投射灯和CCD工业相机之间的距离以及安装平面距离库位鞍座的高度，按照光线反射原理，确定高反光标签板在库位鞍座上的安装角度；

步骤三：根据地面高反光标签板反射的光线在CCD工业相机所成像的位置以及考虑夹钳悬臂存在一定摆动情况下，确定当前库位鞍座在图像中的区域。

2.根据权利要求1所述的智能钢卷库区吊运钢卷和库存钢卷防碰撞检测系统，其特征在于，所述信号处理单元包括图像分割处理单元、图像判断单元以及信息输出单元；

所述图像分割处理单元的输入信息为图像采集单元的输出信息，将接收到的预处理结果分割处理，过滤图像中噪声信息，保留地面高反光标签板反射信息，并过滤除当前库位鞍座上的高反光标签板反射信息之外的高反光标签板反射信息；

所述图像判断单元的输入信息为图像分割处理单元输出信息，判断分割后的地面反射信息是否是真实有效的反射信息并判断获得库位鞍座上是否存在钢卷、吊运钢卷是否会碰撞鞍座上的钢卷的信息，所述图像判断单元的输出信息连接信息输出单元并将判断结果输出到其他控制系统。