[发明专利]一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置及其监测方法

权利要求书

1.一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置，其特征在于：包括至少两个摄像机和一个靶标，所述靶标与起重机任一主梁固定连接，所述靶标上包括两个定位图形，其中一个定位图形的质心位于主梁的顶面和底面之间，两个所述摄像机的摄像方向均朝向靶标，两个所述摄像机均电连接监测装置的控制器，从而监测各个定位图形的质心三维变化。

2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置，其特征在于：所述靶标位于主梁正中位置且垂直于主梁。

3.根据权利要求2所述的一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置，其特征在于：还包括两个触动开关，所述触动开关分别位于靶标与主梁连接位置的两侧，两个所述触动开关均与监测装置的控制器电连接，从而当外部的起重机小车进入两个触动开关之间的区域时触发监测装置。

4.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置，其特征在于：所述两个摄像机均位于起重机的同一端梁上。

5.一种应用于权利要求1-4任一项所述的一种基于双目视觉的主梁挠度的监测装置的监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、采集左摄像机图像和右摄像机图像；

步骤S2、对左摄像机图像和右摄像机图像处理；

步骤S3、根据左摄像机图像和右摄像机图像对两个定位图形的实时质心点进行三维重建，得到实时重建后的第一定位图形和第二定位图形的实时质心三维位置；

步骤S4、根据第一定位图形和第二定位图形的实时质心三维位置的变化得到实时挠度值。

6.根据权利要求5所述的一种监测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

步骤S21、对左摄像机图像和右摄像机图像进行校正，并进行灰度处理；

步骤S22、对步骤S21中所得图像进行高斯滤波；

步骤S23、对步骤S22中所得图像进行卷积处理，边缘锐化增强；

步骤S24、对步骤S23中所得图像进行开运算，消除细小区域；

步骤S25、对步骤S24中所得图像进行边缘检测；

步骤S26、获取步骤S25中所得图像的轮廓；

步骤S27、计算步骤S26所获取到的图像的轮廓的零阶距，获取各个定位图像的实时质心图像坐标。

7.根据权利要求5所述的一种监测方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括以下步骤：

根据张正友标定法离线获得左右摄像机的内外参数矩阵，结合S2步骤后获得左右摄像机的各个定位图像的实时质心图像坐标，求得以左摄像机或右摄像机坐标为世界坐标系原点的第一定位图形的实时质心位置A1和第二定位图形的实时质心位置B1，所述第一定位图形的质心位于主梁的顶面和底面之间；

所述步骤S4具体包括以下步骤：

根据实时质心位置A1和B1，以及存储的第一定位图形的初始质心位置A和第二定位图形的初始质心位置B，以及第一定位图形的初始质心位置A至主梁中轴距离AC计算出挠度值。

8.根据权利要求7所述的一种监测方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括以下步骤：

由公式α＝arctan[(Z1-Z2)/(X1-X2)]-arctan[(Za-Zb)/(Xa-Xb)]计算得出变形角度α，式中，Za指第一定位图形的初始质心的位置A在竖直方向的坐标，Z1指第一定位图形的实时质心的位置A1在竖直方向的坐标，Z2指位置B1在竖直方向的坐标，Zb指第二定位图形的初始质心的位置B在竖直方向的坐标，X1指第一定位图形的实时质心的位置A1在水平面上垂直主梁方向的坐标，X2指位置B1在水平面上垂直主梁方向的坐标，Xa指第一定位图形的初始质心的位置A在水平面上垂直主梁方向的坐标，Xb指第二定位图形的初始质心的位置B在水平面上垂直主梁方向的坐标；

再根据公式C1C2＝(Za-Z1)+AC*tanα计算出挠度值，式中，C1C2指挠度值。