[发明专利]一种露天矿用电缆卷放车智能追踪装置及方法

权利要求书

1.一种露天矿用电缆卷放车智能追踪装置，其特征在于，包括：

智能图像检测与处理模块，用于采集目标电铲的图像信息，得到前方目标电铲的图像数据；

智能目标辨识处理器，与所述智能图像检测与处理模块连接，用于预存电铲车与电缆卷放车之间的距离信息以及各种情况下的图像数据，获取所述智能图像检测与处理模块的图像信息，计算电缆卷放车相对于目标电铲中心位置的偏移量以及二者之间的实际距离，将控制信号发送给行走马达驱动模块；

行走马达驱动模块，与所述智能目标辨识处理器连接，用于接收所述智能目标辨识处理器发来的控制信号，再将控制命令下发给驱动器，实现电缆卷放车跟随目标电铲同步行进；

基于所述露天矿用电缆卷放车智能追踪装置应用的露天矿用电缆卷放车智能追踪方法:

S10、采用电源管理模块给智能图像检测与处理模块、智能目标辨识处理器供电，启动摄像头；

S20、采用智能图像检测与处理模块获取摄像头对目标电铲实时检测的图像信息，对其进行图像去噪、边缘检测处理，得到清晰图像，并将图像数据发送给智能目标辨识处理器；

S30、采用智能目标辨识处理器接收来自智能图像检测与处理模块的图像数据，计算得到电缆卷放车相对于电铲车行驶方向上的偏移量及二者的实际工作距离；

S40、智能目标辨识处理器根据得到的实际距离信息以及偏移量判断电缆卷放车下一步的行驶状态，将控制信号发送给行走马达驱动模块，实现马达正转或反转、调速或者停止操作，确保电缆卷放车跟随电铲车同步行进；

步骤S30包括如下步骤：

S31、确定摄像头的水平视角2β，摄像头的垂直视角2α，摄像头的俯仰角γ；摄像头距地面高度h，目标电铲高度H_电铲；

S32、测量摄像头拍摄的像平面宽度W，像平面高度H，同时测量出实际中目标电铲被标记的三点的坐标位置P₁＝(X_P1,Y_P1)，P₂＝(X_P2,Y_P2)，P₃＝(X_P3,Y_P3)；

S33、利用映射关系得到像平面中的像平面点坐标p₁、p₂的横坐标x_p1、x_p2，像平面点坐标p₃的纵坐标y_p3；

S34、根据公式得到两坐标的水平中心xp；

S35、根据公式得到电缆卷放车相对于目标电铲行驶方向上的偏移量；

S36、根据公式得到P₃点相对于摄像头光轴的角度值θ；

S37、根据公式得到电缆卷放车与目标电铲的实际水平距离L。

2.如权利要求1所述的露天矿用电缆卷放车智能追踪装置，其特征在于，所述智能图像检测与处理模块包括：

摄像头，用于采集目标电铲的图像信息；

照明单元，用于为所述摄像头采集图像信息提供良好的光照环境；

图像信息处理单元，用于对所述摄像头采集的图像信息进行处理得到前方目标电铲的图像数据。

3.如权利要求1所述的露天矿用电缆卷放车智能追踪装置，其特征在于，还包括与所述智能图像检测与处理模块和智能目标辨识处理器连接的电源管理模块，用于给所述智能图像检测与处理模块、智能目标辨识处理器供电。

4.如权利要求1所述的露天矿用电缆卷放车智能追踪装置，其特征在于，所述步骤S33中：

其中：像平面点坐标p₁＝(x_p1,y_p1)、p₂＝(x_p2,y_p2)，对应目标电铲坐标为P₁＝(X_P1,Y_P1)、P₂＝(X_P2,Y_P2)。