[发明专利]一种基于机器视觉的起重机防摇摆控制方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的起重机防摇摆控制方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤1)，在起重机上小车设置工业相机以实时采集吊钩图像，并将采集到的吊钩图像传递给起重机的工控机；

步骤2)，工控机根据采集的图像基于机器视觉技术实时追踪吊钩摆动轨迹，获得吊钩的动角度摆动幅度和摆动周期ω_x；

步骤3)，固定绳长的吊重系统吊钩摆动方程如下：

式中，l表示绳长，g表示重力加速度，x表示起重机运动机构的水平位移，表示运动机构的加速度，θ_x表示吊重摆角，表示吊重摆角角加速度；

当起重机大小车需要加速或减速时，将该时刻t₀的摆动角度和摆动幅度作为方程(1)的初始条件，代入方程(1)，求得吊重的加/减速时间t和加/减速度a，使得在运动机构加速或减速完成时吊重的摆角θ_x和角速度最小；

步骤4)，工控机将计算出来的吊重的加/减速时间t和加/减速度a传递给可编程逻辑控制器PLC，PLC基于起重机大小车电机的转速、车轮直径和减速比参数将加/减速时间和加/减速度转化成实时的频率曲线后传递给起重机的变频器，精确驱动电机的加减速。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的起重机防摇摆控制方法，其特征在于，步骤3)中求解方程(1)时的具体步骤如下：

令大小车的加减速过程为3段，每段为匀加/减速运动；求得加/减速时间t＝{t₁,t₂,t₃}和加/减速度a＝{a₁,a₂,a₃}；加/减速时间和加/减速度满足约束方程：

其中t₀和v₀分别为加/减速前的时间和速度，t_s和v_s分别为加/减速完成时的时间和速度；将所有满足方程(2)的加速度a和加速时间t代入方程(1)，加/减速完成时吊重的摆角θ_x和角速度最小的为最优解。