[发明专利]一种用于港口机械设备防撞的方法

说明书

本发明涉及一种用于港口机械设备防撞的方法，包括下列步骤：安装视觉检测装置：在港口机械设备的顶部，垂直向下安装摄像机；在摄像机的正下方、抓具的上表面安装已知尺寸的标定板，所述的标定板包括四个区域，分别是两个暗区和两个反光区，两个反光区对角分布，亮暗分界线为十字形；采集静止状态下标定板图像；测量抓具移动过程的位移、偏转角度；启动港口机械设备，触发摄像机，在抓具移动过程进行实时拍照，计算机通过对实时拍照的图像进行分析，计算出标定板中心点移动的距离、偏转角度，发送结果给港口机械设备；港口机械设备收到计算机传送的移动的距离、偏转角度后，实时调整抓具的运动趋势，进而完成抓具防撞。

技术领域

本发明基于机器视觉系统，涉及数字图像处理技术，用于港口机械设备货物搬运过程中防撞的方法。

背景技术

随着我国绿色港口、智慧港口进程的不断加快，视觉检测系统和物联网设备已广泛应用于港口的各种设备商，这种更加安全高效的技术可以更好地应对各种复杂、多样的情况。

港口机械设备在装卸搬运作业时，司机需要通过控制港口机械设备和吊具装置对货物进行转移，而港口机械设备移动会使抓具产生摆动，由此将会直接影响装卸效率和作业安全，长时间处在这种状态下也会使司机疲劳。

发明内容

本发明的目的是为港口机械设备货物搬运过程中的防撞问题，提供一种预警方法。本发明的技术方案如下：

一种用于港口机械设备防撞的方法，包括下列步骤：

(1)安装视觉检测装置：

在港口机械设备的顶部，垂直向下安装摄像机；在摄像机的正下方、抓具的上表面安装已知尺寸的标定板，所述的标定板包括四个区域，分别是两个暗区和两个反光区，两个反光区对角分布，亮暗分界线为十字形；

(2)采集静止状态下标定板图像，方法如下：

第一步，打开摄像机，调整摄像机的位置使标定板位于摄像机视野中央；

第二步，在港口机械设备静止状态下使用摄像机拍摄静态图像，发送静态图像至计算机进行预处理；

第三步，对经过预处理的静态图像进行坐标标定，设检测出的标定板中心为原点，沿所述四个区域的亮暗分界线作为X,Y轴；根据标定板的实际尺寸与摄像机拍照的静态图像尺寸进行对比，计算标定板在摄像机拍照的图像尺寸中的位置坐标；通过对标定板的两个反光区边缘进行测量，进而计算出标定板的偏转角度；

(3)测量抓具移动过程的位移、偏转角度：

启动港口机械设备，触发摄像机，在抓具移动过程进行实时拍照，计算机通过对实时拍照的图像进行分析，计算出标定板中心点移动的距离、偏转角度，发送结果给港口机械设备；

(4)港口机械设备收到计算机传送的移动的距离、偏转角度后，实时调整抓具的运动趋势，进而完成抓具防撞。

进一步地，所述的标定板为正方形。所述的标定板上的四个区域为尺寸大小相同的四个区域。安装视觉检测装置时，确保标定板在摄像机的视野中央。

采集静止状态下标定板图像中，对静态图像进行预处理的操作为：将静态图像转化为灰度图像，通过区域标定设置目标采集范围，再通过对静态图像进行预处理手段，以消除静态图像中其他因素的干扰，使目标范围内仅显示标定板的反光区。

步骤(3)中，设在某一高度，测量到坐标原点在X方向偏移了A个像素，Y方向上偏移了B个像素，通过像素转化比例把A个像素、B个像素转换成A个毫米、B个毫米，每个高度的像素转换比例是这样计算的：已知正方形标定板的白色区域单边的物理尺寸a/2，计算出在当前高度下正方形标定板的白色区域单边的像素个数b’，计算标定板原始尺寸与图像像素之间的比例关系a/2：b’，a为标定板原始尺寸，即得到当前高度的像素转换比例关系，通过计算标定板两个反光区的角度，计算出抓具的偏转角度。