一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统及其控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109189010A(43)申请公布日2019.01.11(21)申请号201810847215.5(22)申请日2018.07.27(71)申请人上海云统信息科技有限公司地址200000上海市浦东新区泥城镇旭日路501号1幢2层201室(72)发明人杨宁张莉莉毛嘉黄海华鲁方林(74)专利代理机构上海宣宜专利代理事务所(普通合伙)31288代理人刘君(51)Int.Cl.G05B19/418(2006.01)B65G67/24(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统及其控制方法(57)摘要本发明公开了一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统及其控制方法，包括视觉模块、系统控制模块、系统执行模块、实时图像分析模块和视觉反馈控制模块。本发明利用实时图像分析方法，通过工业相机在图像中检测出卸料口下方一定范围内的料堆轮廓线，结合视觉系统标定结果得到与目标料位的实际偏差，再根据一定的控制律计算出消除该偏差所需的卸料闸门开度，并据此对卸料闸门的开度进行实时调节。通过本发明提供的装车系统和方法能够取得更高的作业效率，在尽可能短的时间内实现平稳装车，同时避免随着车厢料位越来越高或剩余容积越来越小导致的撒料情况。并可实现操作人员远程实时调节，实现对砂石骨料装车的智能控制。CN109189010ACN109189010A权利要求书1/1页1.一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统，包括视觉模块、系统控制模块、系统执行模块、实时图像分析模块和视觉反馈控制模块，其特征在于：视觉模块，用于图像数据的采集与分析，系统控制模块，用于接收视觉模块的处理结果，按照内部存储预设的控制策略输出实际控制信号；系统执行模块，根据系统控制模块输出的实际控制信号作为料门开度控制器的输入信号；实时图像分析模块，根据实时图像分析方法，通过视觉模块监测得到的数据计算得出与目标料位的实际偏差，再根据控制律计算出消除该偏差所需的卸料闸门开度，并据此对卸料闸门的减小速率进行实时调节；视觉反馈控制模块，用于反馈料门的实时信息。2.根据权利要求1所述的基于单目视觉的机器视觉系统，其特征在于：所述视觉模块包括图像采集模块和图像处理模块；图像采集模块，根据频帧等要求采集与传输包含车厢内料堆及卸料闸门的图像；图像处理模块，对图像采集模块所采集的图像按一定算法进行处理，提取控制环节所需的信息。3.根据权利要求1所述的基于单目视觉的机器视觉系统及其控制方法，其特征在于：所述图像采集模块包括工业相机、图像采集卡、光源，所述图像处理模块包括图像处理计算机。4.根据权利要求1所述的基于单目视觉的机器视觉系统及其控制方法，其特征在于：视觉反馈控制模块，包括料位反馈模块和卸料闸门开度反馈模块，所述料位反馈模块的输入量为固定设定值，所述料位反馈模块的输出量为所需卸料闸门开度，所述卸料闸门开度反馈模块的输入量为所需卸料闸门开度。5.根据权利要求3所述的基于单目视觉的机器视觉系统及其控制方法，其特征在于：所述光源用于提供良好的光源形式以满足作业图像处理要求。6.一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统控制方法，其特征在于：包括如下步骤，步骤S1：通过视觉模块检测出到达初始卸料点的砂石骨料车卸料口下方的料堆轮廓线；步骤S2：根据步骤S1检测到的料堆轮廓线，得到与目标料位的实际偏差；步骤S3：通过控制律计算出消除实际偏差所需的卸料阀门开度；步骤S4：根据计算得出的卸料阀门开度对卸料阀门开度实时调节，直到实际偏差为零。2CN109189010A说明书1/4页一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统及其控制方法技术领域[0001]本发明涉及砂石骨料装车控制技术领域，尤其涉及一种基于单目视觉的砂石骨料装车视觉系统及其控制方法。背景技术[0002]大多数砂石骨料装车系统都是由控制室操作人员来控制卸料闸门的开合，并通过语音来指挥驾驶员挪动车辆。运输车辆驶入时，操作员协助驾驶员将车辆停靠在卸料口下方适当位置后开始卸料，当车厢内料堆达到预定高度时，操作员关闭卸料闸门并提示驾驶员将车辆移动一定距离后继续卸料装车，重复上述流程逐堆将整个车厢装满后，提示驾驶员驶离。采用此种人工装车进行装车作业时，装车作业质量直接受到操作员及驾驶员经验的影响，如车辆停靠位置、每个卸料点之间的距离、不同车厢大小及物料种类时闸门的调节规律、通过显示器判断作业情况时的视差适应等，并且操作员重复劳动强度大，当运输车辆较多时，容易产生疲劳而引发生产事故，存在一定安全隐患，且装车效率低，后续车辆等待时间较长。[0003]现有技术中，还有部分装车系统采用超声波测距料位检测方法，该系统利用安装在卸料口附近的超声波传感器向下探测车厢及料堆