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专利号: 2021110093483
申请人: 河南科技学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种堆场起重机圆筒件定位方法,用于堆场起重机找到堆场中存放的目标圆筒件的中心,从而进行定位,其特征在于:

起重机的小车上,设有可垂直移动的抓钩(2),抓钩(2)中心安装有分辨率为px×py的工业相机(1),规定工业相机(1)拍摄图像的最左上角像素为坐标原点,图像上水平向右为x轴正向,图像上垂直向下为y轴正向;

堆场中轴向水平存放的圆筒件的摆放角度与y轴的夹角为[0°,5°]之间的任一角度;

预先储存堆场中存放的圆筒件的信息,包括圆筒件个体信息、圆筒件类公共信息;圆筒件个体信息包括每个存放在堆场的圆筒件的编码、与编码对应的圆筒件存放的货位位置;

圆筒件类公共信息用于存储某类圆筒件实际的高度D、某类圆筒件的二值化图像中D对应的像素数d、某类圆筒件的底面外圆半径R;在获取某类圆筒件的二值化图像时,设分辨率为px×py的工业相机(1)拍摄图像的最左上角像素为坐标原点,图像上水平向右为x轴正向,图像上垂直向下为y轴正向,某类圆筒件的个体呈轴向水平摆放,其轴向与y轴方向一致,保持工业相机(1)拍摄图像的中心与某类圆筒件的个体的中心在XOY平面上的投影重合,工业相机(1)与某类圆筒件的个体的高度差为H,H保证px代表的实际长度小于4R,同时大于2R,图像采集后,二值化,进而统计获得d;

具体包括如下步骤:

A.当需要对某个编码的目标圆筒件进行定位时,首先获取与编码对应的圆筒件存放的货位位置,驱动起重机的大车、小车,使得抓钩(2)移动至货位位置;

B.下探抓钩(2),使得抓钩(2)的工业相机(1)与目标圆筒件的高度差为H;

C.启动抓钩(2)的工业相机(1)进行图像采集;

D.对采集到的图像二值化;

E.对二值化图像,从上往下,逐行扫描统计黑白像素比,当第i‑1行的黑白像素数量比与第i行的黑白像素数量比不同,而第i+1行的黑白像素数量比与第i行的黑白像素数量比相同,认为第i行为临界像素行,找到在第i‑1行以上,表示目标圆筒件的上底面在图像上投影的边界的两个端点,分别记作A(xa,ya)、B(xb,yb);

F.计算得到目标圆筒件在图像上的中心坐标C(xc,yc),从而实现图像上目标圆筒件中心的定位,其中xc=(xa+xb)/2,yc=(ya+yb)/2+d/2;

G.图像中心坐标为(px/2,py/2),计算C(xc,yc)与图像的中心坐标的像素数之差,表示为Δx=px/2‑xc、Δy=py/2‑yc,再根据每个像素代表的实际距离,计算出抓钩(2)与目标圆筒件中心在XOY平面上的实际距离,进而移动起重机的大车、小车,从而使抓钩(2)的工业相机(1)对准目标圆筒件的中心。

2.如权利要求1所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:步骤D中,在对图像进行二值化时,首先进行灰度化处理,再进行二值化处理。

3.如权利要求2所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:进行灰度化处理时,记采集的图像中的每个像素的R、G、B三个颜色通道的值为VR、VG、VB,使用加权平均值法或最大值法或gamma校正法或平均值法进行灰度化处理;

使用加权平均值法时,设定R、G、B三个颜色通道的加权系数分别为WR、WG、WB,则灰度化后的每个像素的灰度值Gray=VR×WR+VG×WG+VB×WB;

使用最大值法时,灰度化后的每个像素的灰度值Gray为该像素的VR、VG、VB中的最大值;

2.2 2.2 2.2

使用gamma校正法时,灰度化后的每个像素的灰度值Gray=((VR +(1.5VG) +(0.6VB) )/

2.2 2.2

(1+1.5 +0.6 ))^(5/11);

使用平均值法时,灰度化后的每个像素的灰度值Gray=(VR+VG+VB)/3。

4.如权利要求3所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:使用加权平均值法时,WR=0.3、WG=0.59、WB=0.11。

5.如权利要求2所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:进行灰度化处理后,使用直方图双峰法进行二值化;对灰度化后的图像进行统计,得到灰度值分布直方图,在灰度值分布直方图的两个峰之间选择分隔阈值,将大于等于分隔阈值的灰度值置为255,将小于分割阈值的灰度值置为0,从而完成二值化。

6.如权利要求1所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:在步骤E中,寻找表示目标圆筒件的上底面在图像上投影的边界的两个端点的方法为如下方法中的一种:E1.从第i‑1行向上,逐行按从左至右的规律对像素进行判定,当遇到第一个灰度更替的像素时,记该像素为A(xa,ya),作为一个端点,结束本行的判定,之后的判定区域为以px/2为分界,相对于xa所在一侧的另一侧,对上一行的像素继续进行从左至右的判定,如果没有符合条件的像素,对判定区域内再上一行的像素,进行判定,当再次遇到第一个灰度更替的像素,记该点为B(xb,yb),作为另一个端点;

E2.从第i‑1行向上,逐行从中间像素向左右两侧寻找离该行中间像素最近的第一个灰度更替的像素,记为A(xa,ya),作为一个端点,同时判断xa与px/2的大小关系,随后结束本行的判定,对上一行的像素开始判定,但判定的区域为以px/2为分界,相对于xa所在一侧的另一侧,如果没有符合条件的像素,对再上一行的像素进行判定,当再次遇到第一个灰度更替的像素,记该点为B(xb,yb),作为另一个端点。

7.如权利要求1所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:步骤G中,计算出抓钩(2)与目标圆筒件中心在XOY平面上的实际距离时,抓钩(2)与目标圆筒件中心在x轴上的实际距离为Δx×(D/d),抓钩(2)与目标圆筒件中心在y轴上的实际距离为Δy×(D/d)。

8.如权利要求1所述的一种堆场起重机圆筒件定位方法,其特征在于:抓钩(2)中心还设有用于保证工业相机(1)成像亮度的嵌有照明灯的环(3)。

9.一种基于权利要求1‑8任一项所述的堆场起重机圆筒件定位方法的抓钩挂钩方法,其特征在于:还预先获取目标圆筒件的底面内圆半径r,在抓钩(2)的工业相机(1)对准目标圆筒件的中心后,驱动抓钩(2)张开D/2的距离,然后降下抓钩(2),抓钩(2)下降高度为H+(R‑r),最后将抓钩(2)重新收缩至夹紧目标圆筒件,即完成对目标圆筒件的抓钩挂钩动作。

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