專利名稱：基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法及設備的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法及設備，具體涉及臂架式混凝土泵車及起重機等高空作業的機械在工作過程中執行部件的位移測量，屬于工程機械領域。
背景技術：
在工程機械(如起重機、泵車等)施工現場，基于試驗測量或故障原因排查的需要，經常需要測量執行部件(如臂架、吊具等)的位移，而在施工現場測量此類工程機械的位移是十分不方便。目前采用位移傳感器面對現場的惡劣環境及需要一個固定參考點等因素，使這類傳感器使用起來非常困難，同時，此類型傳感器通常需要各種規格電源(220V交流電，24V直流電，36V直流電等都需要專用的電源模塊，攜帶不便)的準備、位移基準的標定以及安裝傳感器的不便(有些需要停機安裝)，給現場測量帶來了諸多不便，加大了測量的工作量和難度。目前缺少方便有效的測量方法。因此，如何方便快速的工程機械的執行部件的高空測量問題，是本領域技術人員所需解決的技術問題。由于工程機械的執行部件(臂架、吊具等)具有較小剛度和較大的質量，在振動或是移動時速度通常比較慢，因此采用較低頻的采樣頻率進行測量是能滿足大部分的測量要求的。

發明內容
本發明為了克服上述現有技術存在的問題及缺點，提供一種使用簡便、性能可靠的臂架運動測量方式以及發動機運行信息測量方式。本發明所采用的技術方案是—種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，以工程機械作為待測目標，設置有攝像機A和攝像機B，包括以下步驟步驟一、在待測目標上設置標識物；步驟二、以標識物在地面上的投影點為原點0，在地面上架設攝像機A和攝像機B， 攝像機A到原點0的距離LA與攝像機B到原點0的距離LB相等，且OA兩點連線與OB連點連線互相垂直；步驟三、攝像機A和攝像機B的鏡頭分別對準標識物的中心位置，且攝像機A和攝像機B的拍攝角度和焦距相同；步驟四、攝像機A和攝像機B同時對待測目標進行一段時間的攝像；步驟五、對攝像機A和攝像機B的拍攝影像進行圖像處理，根據待測目標在影像上的像素移動變化值、標識物在影像上的像素值和標識物的實際大小計算待測目標的實際移動變化值；步驟六、根據攝像機A和攝像機B的影像分別得出的兩組待測目標實際移動變化值數據進行比較，若一致則輸出并存儲數據，退出；若不一致，則數據作廢，回到步驟四。優選的，上述步驟一中設置標識物時將標識物的形狀和顏色與背景進行明顯區別。優選的，上述步驟五中像素移動變化值包括上下方向像素移動變化值和左右方向像素移動變化值，實際移動變化值包括上下方向實際移動變化值和左右方向實際移動變化值。優選的，上述實際移動變化值通過以下公式進行計算
權利要求
1.一種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，以工程機械作為待測目標，設置有攝像機A和攝像機B，其特征在于包括以下步驟步驟一、在待測目標上設置標識物；步驟二、以標識物在地面上的投影點為原點0，在地面上架設攝像機A和攝像機B，攝像機A到原點0的距離LA與攝像機B到原點0的距離LB相等，且OA兩點連線與OB連點連線互相垂直；步驟三、攝像機A和攝像機B的鏡頭分別對準標識物的中心位置，且攝像機A和攝像機 B的拍攝角度和焦距相同；步驟四、攝像機A和攝像機B同時對待測目標進行一段時間的攝像；步驟五、對攝像機A和攝像機B的拍攝影像進行圖像處理，根據待測目標在影像上的像素移動變化值、標識物在影像上的像素值和標識物的實際大小計算待測目標的實際移動變化值；步驟六、根據攝像機A和攝像機B的影像分別得出的兩組待測目標實際移動變化值數據進行比較，若一致則輸出并存儲數據，退出；若不一致，則數據作廢，回到步驟四。
2.根據權利要求1所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 所述步驟一中設置標識物時將標識物的形狀和顏色與背景進行明顯區別。
3.根據權利要求1所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 所述步驟五中像素移動變化值包括上下方向像素移動變化值和左右方向像素移動變化值， 實際移動變化值包括上下方向實際移動變化值和左右方向實際移動變化值。
4.根據權利要求3所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 所述實際移動變化值通過以下公式進行計算上下運動幅度W =χ標識物實際寬度WD，標識物寬度像素值WDpix左右移動幅度L = g，ggfLpK. χ標識物實際寬度WD。 標識物寬度像素值WDpix
5.根據權利要求3所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 將標識物設置在臂架上，則通過以下公式進行計算臂架的運動幅度=，架口運m白二直χ標識物的邊長。標識物邊長的像素值
6.根據權利要求5所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 根據臂架的運動幅度以及運動時間可以計算出相應方向的變化速度和加速度。
7.根據權利要求5所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于 對臂架的運動幅度在時域進行傅里葉變換，作進一步數據分析。
8.根據權利要求1-7之一所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于所述基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法還包括錄音設備，在施工現場采集正常工作時發動機的聲音和施工現場的噪聲，對其做簡單的處理后從發動機的聲音中去除施工現場的噪聲，將波形顯示出來并保存到數據庫。
9.根據權利要求8所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法，其特征在于將所述影像處理結果和聲音處理結果通過網絡傳輸到待測目標設備生產廠商終端，由生產廠商根據處理結果進行實時判斷，得到設備運行狀況并進行維護指導和技術方案制定。
10. 一種執行如權利要求1-9所述的基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法的設備，其特征在于包括設置在待測目標上的標識物、兩臺攝像機、個人PC電腦和網絡傳輸設備，兩臺攝像機為攝像機A和攝像機B，以標識物在地面上的投影點為原點0，在地面上架設攝像機A和攝像機B，攝像機A到原點0的距離LA與攝像機B到原點0的距離LB相等，且 OA兩點連線與OB連點連線互相垂直；攝像機A和攝像機B的鏡頭分別對準標識物的中心位置，且攝像機A和攝像機B的拍攝角度和焦距相同。
全文摘要
本發明提出了一種基于機器視覺的工程機械遠距離測量的方法及設備，其方法包括在待測目標上設置標識物；以標識物在地面上的投影點為原點O，在地面上架設攝像機A和攝像機B，分別對準標識物的中心位置，同時對待測目標進行一段時間的攝像；對拍攝影像進行圖像處理，根據待測目標在影像上的像素移動變化值、標識物在影像上的像素值和標識物的實際大小計算待測目標的實際移動變化值。本發明是采用攝影或是攝像的方式，獲取一段錄像或是一系列照片，即自動可獲取位移、速度、加速度信息等。因此對臂架或吊具振動和發動機的運行信息進行現場測量是可行的，而且錄像或是照片能更加方便的記錄此時的工作狀態，更利于后期分析。
文檔編號G01C11/00GK102384744SQ20111036217
公開日2012年3月21日 申請日期2011年11月16日 優先權日2011年11月16日
發明者喬艷紅, 崔潤哲, 張如偉, 李勇, 李康, 王飛, 羅勇, 范愛華 申請人:山推楚天工程機械有限公司