CN103072207A

CN103072207A - 搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及搅拌车

Info

Publication number: CN103072207A
Application number: CN2013100378932A
Authority: CN
Inventors: 罗建利; 张虎; 王帅; 张远波; 杨为民
Original assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Current assignee: Zoomlion Heavy Industry Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2013-01-31
Filing date: 2013-01-31
Publication date: 2013-05-01
Anticipated expiration: 2033-01-31
Also published as: CN103072207B

Abstract

本发明涉及搅拌机械技术领域，公开了一种搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及一种搅拌车。所述方法包括：获取位于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内的摄像头所摄取的当前帧图像；当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像；当所述椭圆圆心图像坐标落入设定的对准范围时，提示所述搅拌车停车。停车提示信息可准确、及时地提示驾驶员停车，进料位置调整的准确度和调整效率得到大大提高。

Description

搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及搅拌车

技术领域

本发明涉及搅拌机械技术领域，特别是涉及一种搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及一种搅拌车。

背景技术

搅拌车是将混凝土从搅拌站运载到施工工地的动力设备。搅拌车从搅拌站进料时，为使混凝土准确的从搅拌站下料至搅拌车，需要保证搅拌车的进料口与搅拌站的出料口准确对接，以避免物料的浪费。

如图1所示，在现有技术中，搅拌车进料位置的调整通常采用如下手段：在搅拌车进料口31附近安装一摄像头30，该摄像头30实时采集相关影像，并将该影像传输至驾驶室的显示屏33，驾驶员通过观察显示屏33中所显示的影像来判断搅拌车的位置，根据经验进行下一步调整操作，直至通过显示屏目测搅拌车的进料口31与搅拌站的出料口32基本对接。

现有技术存在的缺陷在于，尽管显示屏33中所显示的影像为驾驶员提供了调整参考，但如何进行下一步调整操作仍需依靠驾驶员的经验和主观判断，这使得搅拌车进料位置调整的准确度较低，调整效率也较低。

发明内容

本发明提供了一种搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及一种搅拌车，用以提高搅拌车进料位置调整的准确度和调整效率。

本发明搅拌车的进料位置调整控制方法，包括：

获取位于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内的摄像头所摄取的当前帧图像；

当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像；

当所述椭圆圆心图像坐标落入设定的对准范围时，提示所述搅拌车停车。

本发明搅拌车的进料位置调整控制装置，包括：

获取设备，用于获取位于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内的摄像头所摄取的当前帧图像；

控制设备，用于当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标；及

当所述椭圆圆心图像坐标落入设定的对准范围时，提示所述搅拌车停车；

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

本发明搅拌车的进料位置调整控制系统，包括：

摄像头，设置于搅拌车的进料斗之外且位于设定的安装范围之内，用于摄取当前帧图像；

控制装置，与所述摄像头信号连接，用于当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标；及

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

本发明搅拌车，包括前述技术方案中所述的搅拌车。

在本发明技术方案中，当椭圆圆心图像坐标落入设定的对准范围时，提示所述搅拌车停车。该提示信息可准确、及时地提示驾驶员停车，相比于现有技术，进料位置调整的准确度和调整效率得到大大提高。

附图说明

图1为现有搅拌车的进料位置调整系统示意图；

图2为本发明搅拌车的进料位置调整控制方法一实施例的流程示意图；

图3为设定的对准范围的图形示意图；

图4为本发明搅拌车的进料位置调整控制装置一实施例的结构示意图；

图5为本发明搅拌车的进料位置调整控制系统一实施例的结构示意图。

附图标记：

10-获取设备 20-控制设备 30-摄像头

31-进料口 32-出料口 33-显示屏

34-图像采集卡 40-控制装置

具体实施方式

为了提高搅拌车进料位置调整的准确度和调整效率，本发明实施例提供了一种搅拌车的进料位置调整控制方法、装置、系统及一种搅拌车。下面以具体实施例并结合附图详细说明本发明。

如图2所示实施例，本发明搅拌车的进料位置调整控制方法，包括：

步骤101、获取位于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内的摄像头所摄取的当前帧图像；

步骤1 02、判断所述当前帧图像中是否包含椭圆目标，如果是，执行步骤103，否则，返回步骤101；所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像；

步骤103、计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标；

步骤104、判断所述椭圆圆心图像坐标是否落入设定的对准范围，如果是，执行步骤105，否则返回步骤101；

步骤105、提示所述搅拌车停车。

在本发明实施例中，所述摄像头安装于搅拌车的进料斗之外且位于设定的安装范围之内，通常安装在进料斗附近。将摄像头安装于设定的安装范围内，当驾驶员驾驶搅拌车到一定位置时，摄像头所摄取的图像中能够包含搅拌站的出料口。由于搅拌站的出料口通常为圆形，而摄像头通常不与搅拌站出料口的圆心正对，因此，摄像头所摄取的搅拌站的出料口图像通常为椭圆形，也就是本方案中所述的椭圆目标。

在步骤103中，所述椭圆圆心图像坐标的具体计算方法不限，例如可以采用最小二乘法计算得到。计算椭圆的圆心坐标属于公知常识，这里不再详细论述。

在本发明技术方案中，所述设定的对准范围为搅拌车的进料口与搅拌站的出料口准确对接时，椭圆圆心图像坐标所处的区域范围。当所述椭圆圆心图像坐标落入设定的对准范围时，搅拌站出料口的正投影完全落入搅拌车的进料口，这时可从搅拌站的出料口将混凝土准确的卸入搅拌车的进料口。停车提示信息可准确、及时地提示驾驶员停车，相比于现有技术，进料位置调整的准确度和调整效率得到大大提高。

可以在所述当前帧图像中包含所述椭圆目标且所述椭圆圆心图像坐标未落入设定的对准范围时，提示所述搅拌车即将进入最佳进料区域。该提示信息可以提示驾驶员：搅拌车的进料口与搅拌站的出料口即将准确对接。这样可以及时、准确地引导驾驶员进行下一步操作，进一步提高了进料位置调整的调整效率。

在本发明方法的另一实施例中，在步骤101和步骤102之间，可以进一步包括：对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

对当前帧图像进行图像预处理可以提高控制装置的计算处理速度和计算准确性，使得各种提示信息的输出更加及时、准确。对图像进行预处理的方法和过程属于现有技术，这里不再详细赘述

需要说明的是，所述控制装置输出的各种提示信息的具体类型不限，例如可以为语音提示信息，也可以为可区分的、具有一定频率的报警信号，还可以为显示在显示屏上的文字信息，例如“已进入最佳进料区域，请停车”等，当然，也可以是以上几种形式的结合。

所述设定的对准范围代表了搅拌车的进料口与搅拌站的出料口准确对接时，椭圆圆心图像坐标所处的区域范围，其确定可具体通过如下步骤：

一、获取搅拌车的进料口中心与搅拌站的出料口中心准确对位时摄像头所摄取的校准图像。

在执行该步骤时，需要驾驶员调整搅拌车的位置，使搅拌车的进料口中心与搅拌站的出料口中心准确对位，即：使搅拌车处于最佳停靠位置。该步骤执行完毕后可进一步对图像进行平滑和/或阈值分割等预处理。

二、计算所述校准图像中所包含的椭圆目标的椭圆圆心校准图像坐标O_c(x_c,y_c)。

三、确定设定的对准范围S₀=(x-x_c)²+(y-y_c)²≤(R_c)²；

其中，S₀为设定的对准范围，(x_c,y_c)为椭圆圆心校准图像坐标，R_c为设定的对准半径经验阈值，R_c具体根据经验确定，通常取值小于搅拌站的出料口半径。

所述设定的对准范围表现在图形上即如图3中阴影部分所示，当椭圆圆心图像坐标点O(x₀,y₀)落入该阴影范围内时，则表示搅拌车的进料口与搅拌站的出料口准确对接。

如图4所示，基于相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种搅拌车的进料位置调整控制装置，包括：

获取设备10，用于获取位于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内的摄像头所摄取的当前帧图像；

控制设备20，用于当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标；及

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

优选的，所述控制设备20，进一步用于对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

本发明实施例所提供的进料位置调整控制装置，可以准确、及时地引导驾驶员进行相关调整操作，进料位置调整的准确度和调整效率得到大大提高。

如图5所示，本发明实施例还提供了一种搅拌车的进料位置调整控制系统，包括：

摄像头30，设置于搅拌车的进料斗之外且位于设定的安装范围之内，用于摄取当前帧图像；

控制装置40，与所述摄像头30信号连接，用于当所述当前帧图像中包含椭圆目标时，计算所述椭圆目标的椭圆圆心图像坐标；及

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

所述摄像头30的具体类型不限、例如可以为数字摄像头、模拟摄像头等等，可以选用分辨率较高的摄像头，拍摄图像更为清晰，以便使椭圆目标图像的获得更加精准。所述控制装置40可以为PC（Personal computer）或者PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器，简称PLC）等。

优选的，所述控制装置40，进一步用于对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

如图5所示，该实施例的进料位置调整控制系统，还包括：

显示屏33，设置于搅拌车的驾驶室内并与控制装置40信号连接，用于显示控制装置40的输出信息。此外，显示屏也可以显示设定的对准范围的图形以及椭圆圆心图像坐标点。

驾驶员可以通过观察显示屏准确判断搅拌车的进料口与搅拌站的出料口的相对位置，并根据图形指导进行下一步操作，这进一步提高了进料位置调整的准确度和调整效率。

该实施例中，进料位置调整控制系统还包括：信号连接于所述摄像头30和所述控制装置40之间的图像采集卡34。由于图像信号的传输需要很高的传输速度，通用的传输接口不足以满足要求，因此需要图像采集卡提供数字输入输出的功能。图像采集卡34对摄像头30所摄取的图像信息进行信号处理并传送至控制装置40，可以加快控制装置40的处理速度，并方便保存。图像采集卡34可以集成在控制装置40内部，也可以集成在摄像头30内部，其具体设置位置不限。

本发明实施例还提供了一种搅拌车，包括前述任一实施例所述的进料位置调整控制系统，驾驶员在该系统的辅助下，对进料位置进行调整的准确度和调整效率较高。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种搅拌车的进料位置调整控制方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的进料位置调整控制方法，其特征在于，还包括：在所述获取摄像头所摄取的当前帧图像之后，对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

3.如权利要求1或2所述的进料位置调整控制方法，其特征在于，所述设定的对准范围根据如下步骤确定：

获取所述搅拌车的进料口中心与所述搅拌站的出料口中心准确对位时所述摄像头所摄取的校准图像；

计算所述校准图像中所包含的所述椭圆目标的椭圆圆心校准图像坐标；

确定所述设定的对准范围S₀=(x-x_c)²+(y-y_c)²≤(R_c)²；

其中，S₀为设定的对准范围，(x_c,y_c)为椭圆圆心校准图像坐标，R_c为设定的对准半径经验阈值。

4.一种搅拌车的进料位置调整控制装置，其特征在于，包括：

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

5.如权利要求4所述的进料位置调整控制装置，其特征在于，所述控制设备，进一步用于对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

6.一种搅拌车的进料位置调整控制系统，其特征在于，包括：

摄像头，设置于搅拌车的进料斗之外且摄像方向位于设定的安装范围之内，用于摄取当前帧图像；

其中，所述椭圆目标为搅拌站的出料口图像。

7.如权利要求6所述的进料位置调整控制系统，其特征在于，所述控制装置，进一步用于对所述当前帧图像进行图像预处理，所述图像预处理包括平滑和/或阈值分割。

8.如权利要求6所述的进料位置调整控制系统，其特征在于，还包括：

显示屏，设置于所述搅拌车的驾驶室内并与所述控制装置信号连接，用于显示所述控制装置的输出信息。

9.如权利要求6、7或8所述的进料位置调整控制系统，其特征在于，还包括信号连接于所述摄像头和所述控制装置之间的图像采集卡。

10.一种搅拌车，其特征在于，包括如权利要求6~9任一项所述的进料位置调整控制系统。