[发明专利]一种基于机器视觉的位置检测模组及实时防护系统

权利要求书

1.一种基于机器视觉的位置检测模组，其特征在于，包括机器视觉检测装置和设置在目标物上的发光模块（14）；

机器视觉检测装置包括安装平台、云台（11）和相机（5）；

云台通过连接杆（12）设置在安装平台的底部或前端；相机安装在云台上；

安装平台上设有电池和电路板（9）；在电路板上设有MCU和存储器；MCU与存储器相连；电池为电路板供电；

相机用于获取图像并将该图像传输到存储器中；发光模块即目标点的成像位于该图像中；

MCU对存储器中存储的图像进行处理，并计算目标点与安装平台的水平距离；

所述的安装平台为设置在导轨上的行走车（1）；

发光模块（14）设置在目标物佩戴的安全头盔上；绳索的上端连接行走车，绳索的下端用于连接作为目标物的人体；

MCU对存储器中存储的图像进行处理的步骤如下：

步骤1：分离目标点；

通过边缘检测技术或阈值分割技术实现目标点P的分离；

步骤2：确定目标点图像坐标；

分离出的目标点位于一个包含多个像素的连通区域，对该连通区域的边缘像素进行圆拟合，获得的圆心即为目标点的图像坐标；

步骤3：计算发光模块与安装平台的水平距离；

以O为图像的中心点；该中心点对应安装平台的位置；

计算目标点P与O点之间的水平像素个数N；

发光模块距离安装平台的水平距离S=k*N;k为比例系数；

行走车上还设有太阳能电池板以及充电电路，能通过太阳能为电池充电，节能环保;

连接杆的下端还设有光强检测装置；光强检测装置具有一个圆弧面；所述的圆弧面上设有多个光强传感器；光强检测装置用于检测各光强传感器从发光模块获得的光强量；

弧面的角度为A，A为90°或180°，即四分之一圆形或半圆；控制方法如下：

步骤1：光强检测：

MCU通过多选一切换开关和A/D转换器，轮询检测每一个光强传感器获得的光强信号；找出最强光强信号对应的光强传感器i；

步骤2：计算目标物相对于行走车的角度；

所述的角度为

a=(i-1)*A/（N-1）;其中N为光强传感器的总个数；角度单位为度；

以水平方向为零度；最左边的一个光强传感器为第1个；最右的为第N个；且第一个设置在0度位置上，第N个设置在最大角度位置上;

步骤3：计算需要行走的距离S；

S=L*tan（a）；其中tan（.）为正切函数，L为导轨到目标物的垂直距离； L为常数;

步骤4：MCU驱动行走车向前行走S;再返回步骤A，进行下一轮控制;

行走轮上设有码盘，从而能记录行走车的行走距离，或者行走路上设有定位模块，能计算行走距离。

2.一种基于机器视觉的实时防护系统，其特征在于，包括导轨（3）、绳索（6）以及权利要求1所述的位置检测模组；

在行走车上还设有驱动安装平台平移的电机（10）；电机由电池驱动；电路板中设有电机驱动电路；

绳索的上端连接行走车，绳索的下端用于连接作为目标物的人体；

导轨为2条，且平行布置，行走车设置在导轨上，行走车底部设有至少4个行走轮；行走车能沿导轨运动；

所述的MCU为单片机、DSP或ARM处理器；

行走车的前端或底部设有监控摄像单元；

行走轮为4个；2条导轨之间设有多根横梁（7），横梁与导轨垂直；多根横梁等间距均匀布置；所述的行走车底部设有吊环（4），绳索的上端与吊环铰接；

所述电机为步进电机；

总体步骤：

步骤A：基于图像处理计算发光模块到安装平台的水平距离S；

步骤B：MCU驱动行走车向前行走S;再返回步骤A，进行下一轮控制；

行走轮上设有码盘，从而能记录行走车的行走距离，或者行走路上设有定位模块，能计算行走距离;

绳索的上设有倾角传感器；倾角传感器与电路板上的MCU连接；倾角传感器为数字式传感器，倾角传感器输出倾角数据到MCU的输入接口；所述的电池为动力锂电池。