[发明专利]多高度标定测量方法及起重机防斜拉和精确定位方法

权利要求书

1.一种基于单目相机的多高度标定测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、选定单目相机，并获取其以下参数：相机景深范围内的最大高度Δl、相机的最大横向视野2X、相机的最大纵向视野2Y和相机的最大工作距离l_H；

S2、将靶标放置于单目相机的视野范围和景深范围内，将Δl分为H段，每段高度为Δl_h，h＝1，2，3...H，在每段高度上将一半最大横向视野X分为m段，每段横向距离为ΔX_hi，i＝1，2，3...m，在每段高度上将一半最大纵向视野Y分为n段，每段纵向距离为ΔY_hj，j＝1，2，3...n；

S3、在每段高度上，按照横向运动方向从ΔX_h1向ΔX_hm移动，分别获得靶标图像的横向距离Δu_hi，按照纵向运动方向从ΔY_h1向ΔY_hn移动，分别获得靶标图像的纵向距离Δv_hj；

S4、根据单目相机的标定公式

求解比例因子b、相机内部参数k_xhi和k_yhj、以物理单位表示的图像坐标中的初始坐标u₀和v₀，根据求解后的单目相机的标定公式测量位于该单目相机景深范围和视野范围内的待测物的横向距离ΔX和纵向距离ΔY，ΔX＝f(l_cm、Δu)，ΔY＝f(l_cm、Δv)，其中，l_h为单目相机与靶标之间的距离，l_cm为单目相机与待测物之间的距离，Δu和Δv分别为单目相机测得的待测物图像的横向距离和纵向距离。

2.根据权利要求1所述的基于单目相机的多高度标定测量方法，其特征在于，所述靶标为正方形，将正方形靶标的四个顶点对角相连，并以连线交点为中心作中心圆，以中心圆与两对角线的四个交点作为圆心分别贴圆形小靶标。

3.一种基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将单目相机安装在起重机的小车底部，将防斜拉控制的靶标放置在吊钩上，精确定位靶标为移动靶标；

S2、根据权利要求1所述的基于单目相机的多高度标定测量方法，根据起重机的绳长l，单目相机测得的靶标图像的横向距离Δu和纵向距离Δv，结合单目相机的标定公式，求得小车移动距离ΔX和大车移动距离ΔY。

4.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，所述单目相机配置有光源。

5.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，所述起重机的卷筒一端安装有用于测量绳长的编码器。

6.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，防斜拉控制过程中设定小车加速到设定小车运行速度v_c后立即减速情况下，小车最大加速和减速位移的合位移式中t_ca和t_cd分别为小车加减速时间，当ΔX>s_cmax时，小车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔX≤s_cmax时，小车经历加速和减速两个阶段。

7.根据权利要求3所述的基于机器视觉引导的起重机防斜拉和精确定位方法，其特征在于，防斜拉控制过程中设定大车加速到设定大车运行速度v_t后立即减速情况下，大车最大加速和减速位移的合位移式中t_ta和t_td分别为大车加减速时间；当ΔY>s_tmax时，大车经历加速、匀速和减速三个阶段；当ΔY≤s_tmax时，大车经历加速和减速两个阶段。