本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法、裝置及系統(tǒng)，該方法包括：不斷獲取多個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷地將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一幀圖像；在拼接后的各圖像中，分別匹配出所述標(biāo)記點(diǎn)；根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，對(duì)所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度進(jìn)行測(cè)量。本發(fā)明專利技術(shù)解決了現(xiàn)有測(cè)量方式中布置傳感器的工作量較大、實(shí)時(shí)性不夠好以及測(cè)量方式準(zhǔn)確度較低的問題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及數(shù)據(jù)處理
，尤指一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法、裝置及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
工程車輛的整個(gè)臂架系統(tǒng)除了承受自重載荷、工作載荷等靜態(tài)載荷作用之外，在工作中的各種振動(dòng)、沖擊激勵(lì)如泵車液壓系統(tǒng)的沖擊、混凝土流經(jīng)輸送管的流固耦合振動(dòng)、臂架運(yùn)動(dòng)的慣性沖擊以及風(fēng)載、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)載荷等，都可能引發(fā)臂架系統(tǒng)顯著的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。如何對(duì)臂架系統(tǒng)的振動(dòng)變化進(jìn)行測(cè)量，現(xiàn)有技術(shù)提供了很多方法，例如使用位移傳感器來測(cè)量位移的振動(dòng)變化，如圖I所示，在需要測(cè)量部位頂一個(gè)位移傳感器，直接可以 獲取該點(diǎn)的位移變化，或者利用光柵傳感器來測(cè)量振動(dòng)，如圖2所示，傳感光柵貼裝在懸臂的上表面上，另一個(gè)信號(hào)解調(diào)光柵貼裝在懸臂梁下表面的對(duì)稱位置.在待測(cè)振動(dòng)慣性力的作用下懸臂梁發(fā)生機(jī)械振動(dòng)，上表面應(yīng)變收縮而下表面應(yīng)變伸長(zhǎng)，帶動(dòng)兩個(gè)光纖光柵產(chǎn)生周期性的應(yīng)變拉伸或收縮，從而引起傳感FBG的布拉格波長(zhǎng)發(fā)生變化，通過探測(cè)傳感FBG波長(zhǎng)的變化即可實(shí)現(xiàn)振動(dòng)的傳感測(cè)量。或者采用傳感器測(cè)量臂架的工作幅度。現(xiàn)有的臂架系統(tǒng)的振動(dòng)變化測(cè)量方式，存在以下缺點(diǎn)需要將傳感器直接布置在被測(cè)臂架上，一方面布置傳感器的工作比較大，準(zhǔn)備工作復(fù)雜，另一方面，測(cè)量范圍小，實(shí)時(shí)性不夠好，如果工況較惡劣，無法保證測(cè)量精度。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法、裝置及系統(tǒng)，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)工程機(jī)械臂架系統(tǒng)進(jìn)行非接觸式測(cè)量，從而解決了現(xiàn)有測(cè)量方式中布置傳感器的工作量較大、實(shí)時(shí)性不夠好以及測(cè)量方式準(zhǔn)確度較低的問題。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法，包括以下步驟不斷獲取至少兩個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷地將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一幀圖像；將拼接后的各圖像，分別與標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行匹配運(yùn)算，確定所述標(biāo)記點(diǎn)在所述各圖像中的位置；根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量設(shè)備，包括獲取模塊，用于不斷獲取至少兩個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像；三維坐標(biāo)確定模塊，用于分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；拼接模塊，用于根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷地將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一幀圖像；匹配模塊，用于將拼接后的各圖像，分別與標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行匹配運(yùn)算，確定所述標(biāo)記點(diǎn)在所述各圖像中的位置；測(cè)量模塊，用于根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度。本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量系統(tǒng)，包括多個(gè)相機(jī)，用于分別對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行拍攝；臂架系統(tǒng)工作幅度測(cè)量設(shè)備，用于不斷獲取所述多個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo) 記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷地將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一幀圖像；在拼接后的各圖像中，分別匹配出所述標(biāo)記點(diǎn)；根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度。本專利技術(shù)有益效果如下本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法、裝置及系統(tǒng)，使用多個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行拍攝，并獲取多個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上標(biāo)記點(diǎn)拍攝的圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷將多個(gè)相機(jī)同一時(shí)刻拍攝的圖像拼接成一幀圖像，這樣，在拼接后的各圖像中不斷跟蹤標(biāo)記點(diǎn)，根據(jù)各標(biāo)記點(diǎn)在各拼接后的圖像中的三維坐標(biāo)的變化，即可實(shí)現(xiàn)對(duì)臂架系統(tǒng)中各節(jié)臂架運(yùn)動(dòng)幅度的測(cè)量。本專利技術(shù)實(shí)施例使用非接觸測(cè)量的方式，不需要在臂架系統(tǒng)上安裝額外的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備，就能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)體積較大的臂架系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)幅度的測(cè)量，測(cè)量方式簡(jiǎn)單、方便，測(cè)量精度較高，并且，由于可以實(shí)時(shí)獲取相機(jī)拍攝的圖像，并對(duì)圖像進(jìn)行處理獲取臂架的運(yùn)動(dòng)參數(shù)，這種測(cè)量方式，實(shí)時(shí)性很好，可以及時(shí)快速地獲知臂架系統(tǒng)的工作幅度情況。避免了現(xiàn)有測(cè)量方式所帶來的布置傳感器的工作量較大、實(shí)時(shí)性不夠好以及測(cè)量方式準(zhǔn)確度較低的問題。附圖說明此處所說明的附圖用來提供對(duì)本專利技術(shù)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本專利技術(shù)的一部分，本專利技術(shù)的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本專利技術(shù)，并不構(gòu)成對(duì)本專利技術(shù)的不當(dāng)限定。在附圖中圖I為現(xiàn)有技術(shù)中臂架系統(tǒng)測(cè)量方式的示意圖之一；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中臂架系統(tǒng)測(cè)量方式的示意圖之二 ；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法的流程圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的相機(jī)標(biāo)定的示意圖；圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖7為本專利技術(shù)實(shí)施例提供的測(cè)量系統(tǒng)的架構(gòu)示意圖。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合說明書附圖，對(duì)本專利技術(shù)實(shí)施例提供的一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法、裝置及系統(tǒng)的具體實(shí)施方式進(jìn)行說明。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法，如圖3所示，包括如下步驟S301、不斷獲取至少兩個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；S302、據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，不斷地將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一巾貞圖像； S303、將拼接后的各圖像，分別與標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行匹配運(yùn)算，確定所述標(biāo)記 點(diǎn)在所述各圖像中的位置；S304、根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度。下面分別對(duì)上述各步驟分別進(jìn)行詳細(xì)說明。本專利技術(shù)實(shí)施例提供的工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法中的步驟S301中，由于臂架系統(tǒng)包含多節(jié)臂架，可以在各節(jié)臂架需要測(cè)量的位置上，設(shè)置標(biāo)記點(diǎn)，標(biāo)記點(diǎn)可以是任意形狀的標(biāo)記例如常見的十字絲、圓形、對(duì)角圓等，由于臂架系統(tǒng)體積龐大，為了測(cè)量的方便，需要使用多個(gè)相機(jī)分別對(duì)臂架系統(tǒng)進(jìn)行拍攝，然后將拍攝的圖像拼接起來，實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)臂架系統(tǒng)的非接觸性測(cè)量。因此，上述步驟S301中，由于多個(gè)相機(jī)分別對(duì)工程臂架系統(tǒng)上的標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行同時(shí)拍攝，需要不斷獲取多個(gè)相機(jī)在相同時(shí)刻拍攝的圖像，并在步驟S302中，需要將多個(gè)相機(jī)拍攝的圖像進(jìn)行拼接，從而得到包含臂架系統(tǒng)上多個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的圖像。在上述步驟S301中，可以通過下述方式確定拍攝的各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)根據(jù)各圖像中的像素點(diǎn)在圖像坐標(biāo)系的二維坐標(biāo)，以及預(yù)先確定的圖像坐標(biāo)系下二維坐標(biāo)與世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，分別將各圖像中像素點(diǎn)的二維坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)。其中，圖像坐標(biāo)系下二維坐標(biāo)與世界坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換關(guān)系，可以預(yù)先通過相機(jī)標(biāo)定過程來確定。相機(jī)標(biāo)定過程可采用非接觸式測(cè)量中的相機(jī)標(biāo)定方法，非接觸式測(cè)量是基于雙目立體視覺測(cè)量原理，該原理是基于視差，根據(jù)三角法原理進(jìn)行三維信息的獲取，由兩個(gè)相機(jī)的圖像平面和標(biāo)定物之間構(gòu)成一個(gè)三角形。首先以標(biāo)定物為參照物，標(biāo)定出一個(gè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)，然后以該相機(jī)和標(biāo)定物為參照物，標(biāo)定出另一個(gè)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù)。以兩個(gè)相機(jī)為例，具體標(biāo)定過程如下(I)設(shè)置標(biāo)定物，具體包括打印一張模板，模板以固定間距組成的若干個(gè)十字絲組成，并將該模板并貼在一個(gè)平板上，將貼有模板的平板放置到兩個(gè)相機(jī)的共同視場(chǎng)中，其位置信息已知。(本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種工程機(jī)械臂架系統(tǒng)工作幅度的測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：不斷獲取至少兩個(gè)相機(jī)對(duì)臂架系統(tǒng)上安裝的標(biāo)記點(diǎn)同時(shí)采集的各圖像，并分別確定各圖像中像素點(diǎn)在世界坐標(biāo)系中的三維坐標(biāo)；根據(jù)各圖像中各像素點(diǎn)的三維坐標(biāo)，將多個(gè)相機(jī)同時(shí)拍攝的圖像拼接為一幀圖像；將拼接后的各圖像，分別與標(biāo)記點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行匹配運(yùn)算，確定所述標(biāo)記點(diǎn)在所述各圖像中的位置；根據(jù)拼接后各圖像中標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)的變化，計(jì)算所述臂架系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)幅度。
【技術(shù)特征摘要】
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：涂宏斌，鐘懿，任會(huì)禮，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中聯(lián)重科股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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