CN110068284B - 利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法。方法包括：使用高速摄影机获取标准塔式起重机的起重臂移动过程中的图像形成监测图像；计算相邻图像间隔内的起重臂移动速度和图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型；获取当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第一张图像和第二张图像间隔内起重臂移动速度和理论图像矩阵变化系数；计算当前两张图像的实际图像矩阵变化系数；在理论图像矩阵变化系数与实际图像矩阵变化系数的值在大于预定阈值时，向用户端发出警报。本发明通过高速摄影测量技术拍摄起重臂移动图像，并对图像参数进行建模和监测，从而实现监测塔式起重机的起重臂运动时的状态，提高了塔式起重机的安全性。

Description

利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法

技术领域

本发明涉及建筑设备，尤其涉及一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法。

背景技术

为了加强建设施工现场塔式起重机的安全管理，减小安全事故的发生，在使用塔式起重机需要进行安全检查，以保证塔式起重机的安全使用。

现有技术中，对于塔式起重机的安全检查是通过安检人员通过观察每一个部件和连接处进行检查，容易忽略塔式起重机的微变形或者结构裂痕，但是在塔式起重机吊运过程，安检人员无法通过观察发现吊运中存在的起重臂结构形变和吊运轨迹产生偏差。因此在吊运过程中，安检人员不能及时发现塔式起重机存在的安全隐患，无法及时采取措施，从而造成安全事故。

发明内容

本发明提供一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法，以至少解决现有技术中的以上技术问题中的至少一项。

为达到上述目的，本发明提供一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法，包括：

使用高速摄影机获取标准塔式起重机的起重臂移动过程中的若干图像，并以设定时间内连续拍摄的图像形成一组监测图像；

根据所述监测图像，计算相邻图像间隔内的起重臂移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型；

将所述高速摄影机拍摄当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第一张图像作为新一组监测图像的起始图像；

获取当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第二张图像,并计算出所述第二张图像与所述第一张图像间隔内的当前起重臂移动速度；

将所述当前起重臂移动速度代入所述数学模型，以获取所述第一张图像和所述第二张图像的当前理论图像矩阵变化系数；

将所述第一张图像和所述第二张图像进行配准，以获取当前实际图像矩阵变化系数；

比较所述理论图像矩阵变化系数与所述当前实际图像矩阵变化系数的值，并在所述当前实际图像矩阵变化系数与所述理论图像矩阵变化系数的差值大于预定阈值时，向用户端发出警报。

在一种实施方式中，所述根据所述监测图像，计算相邻图像中起重臂的移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型的步骤包括：

筛选和去除在设定拍摄时间内起重臂均处于静止状态的所述监测图像，以保证获得的每组所述监测图像中起重臂均按照同一种运动方式进行移动；

将所述监测图像中任意相邻两图像组成若干第一图像对，利用相关系数法计算每一个所述第一图像对对应的图像矩阵变化系数；

选取任一所述第一图像对进行图像配准，以获取所述第一图像对中起重臂之间的位移差，并根据所述第一图像对之间的时间间隔计算出每一个所述第一图像对在间隔时间内的起重臂的移动速度；

按照拍摄顺序依次获取若干所述第一图像对的图像矩阵变化系数和第一图像对间隔内的起重臂移动速度，以建立相邻图像之间图像矩阵变化系数和起重臂移动速度关系的数学模型。

在一种实施方式中，所述设定时间包括起重臂停止原运动方式至改变为另一种运动方式的时间。

在一种实施方式中，使用至少两个所述高速摄影机设置在所述塔式起重机周围进行拍摄，且所述高速摄影机以与起重臂同样的转动速度围绕所述塔式起重机的塔身进行转动，以使所述高速摄影机以同一角度对所述起重臂进行跟踪拍摄；

其中，所述高速摄影机的拍摄速度与起重臂移动过程中风速满足：

其中，V₂为高速摄影机的拍摄速度，V₁为起重臂移动过程中风速，定义公式中“〔〕”为取整符号，[V₁]表示一个小于或者等于V₁的最大整数，V₁的取值范围为0≤V₁＜10.8；k为自由设定系数，其范围为：116.64≤k≤640。

在一种实施方式中，所述高速摄影机至少包括第一摄影机和第二摄影机；

所述第一摄影机的拍摄范围与水平面的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，L1为所述第一摄影机到塔式起重机的起重臂固定端的距离；

所述第一摄影机的拍摄范围的角度β，以使所述第一摄影机拍摄塔式起重机的起重臂；

当所述第一摄影机距离塔身的距离S1大于等于起重臂长度L时，β满足：

当所述第一摄影机距离塔身的距离S1小于起重臂长度L时，β满足：

其中，L2为所述第一摄影机到塔式起重机的起重臂自由端的距离，L1≥H；

所述第二摄影机的拍摄范围与水平的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，r为以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围的半径，S2为所述第二摄影机距离塔身的距离；

所述第二摄影机的拍摄范围的角度α，以使所述第二摄影机拍摄以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围内的连接状态；

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＜r，α满足：

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＝r，α满足:

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＞r，α满足

在一种实施方式中，还包括：

选取所述第二摄影机拍摄的第一张图像作为基准图像；

将基准图像与所述第二摄影机当前拍摄的待检图像形成第二图像对；

通过比对所述第二图像对中基准图像和待检图像的像素点进行图像配准；

筛选待检图像中的孤立像素点，并将孤立像素点抽离图像，在设定的界面上按照原始位置形成监测图像；

将监测图像中显示的部位作为起重臂与塔身连接处产生形变的部位；

其中，所述孤立像素点包括：在所述第二图像对中，所述待检图像在同样位置与所述基准图像产生差异的像素点。

在一种实施方式中，所述将监测图像中显示的部位作为起重臂与塔身连接处产生形变的部位的步骤之前还包括：判断监测图像的有效性；

所述判断监测图像的有效性的步骤包括：

计算设定界面上所述孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较；

当计算的所述密集度大于所述密集度阈值时，所述监测图像为有效图像；

当计算的所述密集度小于或等于所述密集度阈值时，所述监测图像为无效图像。

在一种实施方式中，所述计算设定界面上所述孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较的具体步骤包括：

获取所述孤立像素点在图像中塔式起重机所有像素点中的比例

以及所述孤立像素点在指定范围内中的密集度

根据获取的所述比例

和所述密集度

计算设定界面上所述孤立像素点的密集度P，即

获得设定的密集度阈值为

以及

比较孤立像素点的密集度P与设定的密集度阈值为

的大小。

其中，P为孤立像素点的密集度，n1为孤立像素点的数量，S3为塔式起重机在图像中的表面积，n2为指定范围内存在孤立像素点最多的数量，S4为指定范围的面积，n3为指定范围内最少数量的像素点，k为塔式起重机允许范围内最大的形变量。

本发明通过高速摄影测量技术高速摄影技术将塔式起重机吊运过程进行拍摄，并对拍摄图像进行实时监测，从而实现监测塔式起重机的吊运状态，提高了塔式起重机吊运安全；同时，本发明还采用多个拍摄位置对塔式起重机进行拍摄，以及对拍摄获取的图像进行监测，从而获取准确的塔式起重机吊运过程中产生的形变偏差，进而采取补救措施，加强塔式起重机的安全性。

上述概述是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本发明进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。

附图说明

在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图描绘了根据本发明公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本发明范围的限制。

图1为本发明实施例中利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法的流程图；

图2为本发明实施例中步骤S120的具体步骤流程图；

图3为本发明实施例中利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的另一方法的流程图；

图4为本发明实施例中判断监测图像的有效性方法的流程图；

图5为本发明实施例中计算设定界面上孤立像素点的密集度并与设定的密集度阈值进行比较方法的流程图。

具体实施方式

在下文中，简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。

本发明第一方面提供了一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法，参照图1所示，包括：

步骤S110：使用高速摄影机获取标准塔式起重机的起重臂移动过程中的若干图像，并以设定时间内连续拍摄的图像形成一组监测图像。设定时间包括起重臂停止原运动方式至改变为另一种运动方式的时间，从而保证起重臂按照同一规律进行移动。

步骤S120：根据监测图像，计算相邻图像间隔内的起重臂移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型。不同的移动速度，相邻图像之间拍摄的角度和位置差生差异，从而使两张图像的图像矩阵变化系数产生差异。

数字图像数据可以用矩阵来表示，因此可以采用矩阵理论和矩阵算法对数字图像进行分析和处理。由于数字图像可以表示为矩阵的形式，所以在计算机数字图像处理程序中，通常用二维数组来存放图像数据，由于相邻图像是同一物体按照同一规律进行移动，从而相邻两张图像为图形的相似变换，则图像以图像矩阵表达时，两图像的相似比即为图像矩阵变化系数。建立移动速度与图像矩阵变化系数的数学模型，可以通过获取移动速度或图像矩阵变化系数值计算出另一个变量的理论值，理论值即为按照数学模型获得的理想值。

步骤S130：将高速摄影机拍摄当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第一张图像作为新一组监测图像的起始图像。

步骤S140：获取当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第二张图像，并计算出第二张图像与第一张图像间隔内的当前起重臂移动速度。获取当前塔式起重机的移动速度，即可通过数学模型获取图像矩阵变化系数。

步骤S150：将当前起重臂移动速度代入数学模型，以获取第一张图像和第二张图像的当前理论图像矩阵变化系数。

当前理论图像矩阵变化系数为当前塔式起重机起重臂根据其移动速度在通过标准塔式起重机建立数学模型中获取的理想状态下的获取的理论图像矩阵变化系数，而并非实际的图像矩阵变化系数。

步骤S160：将第一张图像和第二张图像进行配准，以获取当前实际图像矩阵变化系数。当前塔式起重机的起重臂在移动中可能会产生形变以及其他不可观察的微小断裂，第一张图像和第二张图像直接通过配准获取当前实际图像矩阵变化系数，因此，当前塔式起重机的起重臂的当前实际图像矩阵变化系数一定会与通过数据模型的获得的当前理论图像矩阵变化系数有所偏差。

步骤S170：比较理论图像矩阵变化系数与当前实际图像矩阵变化系数的值，并在当前实际图像矩阵变化系数与理论图像矩阵变化系数的差值大于预定阈值时，向用户端发出警报。

当前实际图像矩阵变化系数与理论图像矩阵变化系数的差值在规定阈值，则认为该差值为当前塔式起重机的起重臂不可避免的产生的不影响安全的微小形变，但如果该差值大于设定阈值时，则说明两张图像实际的形变量已经会对塔式起重机的起重臂的安全性造成破坏。

通过高速摄影技术将标准塔式起重机起重臂的过程进行拍摄，通过图像之间的时间间隔，并利用图像之间配准获取位移差，从而获得在相邻图像之间的起重臂移动速度，图像也可以是相邻两张，总之按照每对图像均保持时间相同，在获取图像之间的图像矩阵变化系数，由于起重臂只是移动而未发生结构变化，因此，图像均属于相似图像，从而求得图像变化为图像矩阵后两张图像的图像矩阵变换系数，由于移动速度的不同，造成起重臂与塔身位置在在相同时间内的相对位置差生差异，因此，将移动速度和对应图像矩阵变化系数之间建立线性关系，从而建立数学模型，通过比对图像实际变化和数学模型中的图像理论变化，对拍摄图像进行实时监测，从而实现监测塔式起重机的起重臂的安全状态，从而提高了塔式起重机吊运安全。

在一种实施例中，参见图2所示，步骤S120根据监测图像，计算相邻图像中起重臂的移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型的步骤包括：

步骤S121：筛选和去除在设定拍摄时间内起重臂均处于静止状态的监测图像，以保证获得的每组监测图像中起重臂均按照同一种运动方式进行移动。起重臂按照同一种运动方式获取的数据均符合同一种线性关系，误差小。

步骤S122：将监测图像中任意相邻两图像组成若干第一图像对，利用相关系数法计算每一个第一图像对对应的图像矩阵变化系数。由于为同一物体的不同角度位置的图像，因此，相邻图像为相似图形，将图像化为图像矩阵，则两个图像矩阵之间存在一个变化系数使两个图像矩阵等价，这个变化系数即为图像矩阵变化系数。

步骤S123：选取任一第一图像对进行图像配准，以获取第一图像对中起重臂之间的位移差，并根据第一图像对之间的时间间隔计算出每一个第一图像对在间隔时间内的起重臂移动速度。

步骤S124：按照拍摄顺序依次获取若干第一图像对的图像矩阵变化系数和第一图像对间隔内的起重臂的移动速度，以建立相邻图像之间图像矩阵变化系数和起重臂的移动速度关系的数学模型。一个第一图像对同时具备移动速度和图像矩阵变化系数两个对应变量，若干个第一图像对则具备若干移动速度和若干图像矩阵变化系数，从而获得移动速度和图像矩阵变化系数准确或者比较准确的线性关系，在根据该线性关系建立数学模型。

通过计算在相邻图像的间隔时间内移动臂的移动速度和两图像的图像矩阵变化系数，从而建立一种移动速度和图像矩阵变化系数关联的数学模型，从而根据当前移动臂的移动速度或者图像矩阵变化系数与利用数学模型获得移动速度或者图像矩阵变化系数进行比较，以在两者出现较大差距时，获知该移动臂移动中产生破坏安全性的形变。

在一种实施例中，使用至少两个高速摄影机设置在塔式起重机周围进行拍摄，且高速摄影机以与起重臂同样的转动速度围绕塔式起重机的塔身进行转动，以使高速摄影机以同一角度对起重臂进行跟踪拍摄。

其中，所述高速摄影机的拍摄速度与起重臂移动过程中风速满足：

其中，V₂为高速摄影机的拍摄速度，V₁为起重臂移动过程中风速，定义公式中“〔〕”为取整符号，[V₁]表示一个小于或者等于V₁的最大整数，V₁的取值范围为0≤V₁＜10.8；公式中1000为正常高速摄影机最低的拍摄速度，起重臂移动过程中风力处于6级时风速V1为10.8m/s，即最大风力。k为自由设定系数，其范围为：116.64≤k≤640。k的取值以使V2满足高速摄影机拍摄速度为1000～10000帧/s。这样，通过选取合适自由设定系数k，风速越大拍摄速度越快，可以更快更准确获取风中塔式起重机的形变情况。

进一步地，高速摄影机至少包括第一摄影机和第二摄影机；

第一摄影机的拍摄范围与水平面的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，L1为第一摄影机到塔式起重机的起重臂固定端的距离；

第一摄影机的拍摄范围的角度β，以使第一摄影机拍摄塔式起重机的起重臂；

当第一摄影机距离塔身的距离S1大于等于起重臂长度L时，β满足：

当第一摄影机距离塔身的距离S1小于起重臂长度L时，β满足：

其中，L2为第一摄影机到塔式起重机的起重臂自由端的距离，且L1≥H；

第二摄影机的拍摄范围与水平的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，r为以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围的半径，S2为第二摄影机距离塔身的距离；

第二摄影机的拍摄范围的角度α，以使第二摄影机拍摄以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围内的连接状态；

当第二摄影机距离塔身的距离S2＜r，α满足：

当第二摄影机距离塔身的距离S2＝r，α满足:

当第二摄影机距离塔身的距离S2＞r，α满足

本发明使用两个摄影机，以不同拍摄角度和拍摄位置获取塔式起重机吊运图像，更加全方位的获取塔式起重机运动状态，从而有效监测塔式起重机的吊运的安全性。

在一种实施例中，参见图3所示，方法还包括：

步骤S210：选取第二摄影机拍摄的第一张图像作为基准图像。也可以选取第一摄影机拍摄的图像作为基准图像，并与第一摄影机拍摄的图像进行比对。

步骤S220：将基准图像与第二摄影机当前拍摄的待检图像形成第二图像对。

步骤S230：通过比对第二图像对中基准图像和待检图像的像素点进行图像配准。由于第二摄影机是跟随塔式起重机一起运动，拍摄图像基本为同一位置的图像，不会产生偏差。

步骤S240：筛选待检图像中的孤立像素点，并将孤立像素点抽离图像，在设定的界面上按照原始位置形成监测图像。其中，孤立像素点包括：在第二图像对中，待检图像在同样位置与基准图像产生差异的像素点。即，基准图像与待检图像处于相同位置的像素点没有重合即为孤立像素点。

步骤S250：将监测图像中显示的部位作为起重臂与塔身连接处产生形变的部位。没有重合的像素点则认为是由于产生位移而造成的。

进一步地，步骤S250将监测图像中显示的部位作为塔式起重机产生形变的部位的步骤之前还包括：判断监测图像的有效性。由于塔式起重机会产生微小的形变，因此需要判断哪些形变是需要采取安全措施的形变。

参见图4所示，判断监测图像的有效性的步骤包括：

步骤S310：计算设定界面上孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较。密集度体现出形变部位的大小。

步骤S320：当计算的密集度大于密集度阈值时，监测图像为有效图像。密集度大于密集度阈值，则认为产生的形变已经超过设定的值，需要采取安全措施。

步骤S330：当计算的密集度小于或等于密集度阈值时，监测图像为无效图像。密集度小于或等于密集度阈值，则认为产生的形变没有超过设定的值，不需要采取安全措施。

进一步地，参见图5所示，步骤S310计算设定界面上孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较的具体步骤包括：

步骤S311：获取所述孤立像素点在图像中塔式起重机所有像素点中的比例

以及所述孤立像素点在指定范围内中的密集度

步骤S312：根据获取的所述比例

和所述密集度

计算设定界面上所述孤立像素点的密集度P，即

步骤S313：获得设定的密集度阈值为

步骤S314：比较孤立像素点的密集度P与设定的密集度阈值为

的大小。

其中，P为孤立像素点的密集度，n1为孤立像素点的数量，S3为塔式起重机在图像中的表面积，n2为指定范围内存在孤立像素点最多的数量，S4为指定范围的面积，n3为指定范围内最少数量的像素点，k为塔式起重机允许范围内最大的形变量。

本发明还采用多个拍摄位置对塔式起重机进行拍摄，以及对拍摄获取的图像进行比对，从而获取准确的塔式起重机吊运过程中产生的形变偏差，进而采取补救措施，加强塔式起重机的安全性。

以上所述，为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或表示第一特征水平高度小于第二特征。

上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。

Claims (8)

1.一种利用高速摄影测量技术监测塔式起重机的方法，其特征在于，包括：

使用高速摄影机获取标准塔式起重机的起重臂移动过程中的若干图像，并以设定时间内连续拍摄的图像形成一组监测图像；

根据所述监测图像，计算相邻图像间隔内的起重臂移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型；

将所述高速摄影机拍摄当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第一张图像作为新一组监测图像的起始图像；

获取当前塔式起重机的起重臂移动过程中的第二张图像,并计算出所述第二张图像与所述第一张图像间隔内的当前起重臂移动速度；

将所述当前起重臂移动速度代入所述数学模型，以获取所述第一张图像和所述第二张图像的当前理论图像矩阵变化系数；

将所述第一张图像和所述第二张图像进行配准，以获取当前实际图像矩阵变化系数；

比较所述理论图像矩阵变化系数与所述当前实际图像矩阵变化系数的值，并在所述当前实际图像矩阵变化系数与所述理论图像矩阵变化系数的差值大于预定阈值时，向用户端发出警报。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述监测图像，计算相邻图像中起重臂的移动速度和相邻图像的图像矩阵变化系数之间的关系，并建立数学模型的步骤包括：

筛选和去除在设定拍摄时间内起重臂均处于静止状态的所述监测图像，以保证获得的每组所述监测图像中起重臂均按照同一种运动方式进行移动；

将所述监测图像中任意相邻两图像组成若干第一图像对，利用相关系数法计算每一个所述第一图像对对应的图像矩阵变化系数；

选取任一所述第一图像对进行图像配准，以获取所述第一图像对中起重臂之间的位移差，并根据所述第一图像对之间的时间间隔计算出每一个所述第一图像对在间隔时间内的起重臂的移动速度；

按照拍摄顺序依次获取若干所述第一图像对的图像矩阵变化系数和第一图像对间隔内的起重臂移动速度，以建立相邻图像之间图像矩阵变化系数和起重臂移动速度关系的数学模型。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设定时间包括起重臂停止原运动方式至改变为另一种运动方式的时间。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用至少两个所述高速摄影机设置在所述塔式起重机周围进行拍摄，且所述高速摄影机以与起重臂同样的转动速度围绕所述塔式起重机的塔身进行转动，以使所述高速摄影机以同一角度对所述起重臂进行跟踪拍摄；

其中，所述高速摄影机的拍摄速度与起重臂移动过程中风速满足：

其中，V₂为高速摄影机的拍摄速度，V₁为起重臂移动过程中风速，定义公式中“〔〕”为取整符号，[V₁]表示一个小于或者等于V₁的最大整数，V₁的取值范围为0≤V₁＜10.8；k为自由设定系数，其范围为：116.64≤k≤640。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述高速摄影机至少包括第一摄影机和第二摄影机；

所述第一摄影机的拍摄范围与水平面的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，L1为所述第一摄影机到塔式起重机的起重臂固定端的距离；

所述第一摄影机的拍摄范围的角度β，以使所述第一摄影机拍摄塔式起重机的起重臂；

当所述第一摄影机距离塔身的距离S1大于等于起重臂长度L时，β满足：

当所述第一摄影机距离塔身的距离S1小于起重臂长度L时，β满足：

其中，L2为所述第一摄影机到塔式起重机的起重臂自由端的距离，L1≥H；

所述第二摄影机的拍摄范围与水平的夹角为

其中，H为塔式起重机的塔身高度，r为以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围的半径，S2为所述第二摄影机距离塔身的距离；

所述第二摄影机的拍摄范围的角度α，以使所述第二摄影机拍摄以起重臂与塔身连接处为圆心形成监测球形范围内的连接状态；

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＜r，α满足：

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＝r，α满足:

当所述第二摄影机距离塔身的距离S2＞r，α满足

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

选取所述第二摄影机拍摄的第一张图像作为基准图像；

将基准图像与所述第二摄影机当前拍摄的待检图像形成第二图像对；

通过比对所述第二图像对中基准图像和待检图像的像素点进行图像配准；

筛选待检图像中的孤立像素点，并将孤立像素点抽离图像，在设定的界面上按照原始位置形成监测图像；

将监测图像中显示的部位作为起重臂与塔身连接处产生形变的部位；

其中，所述孤立像素点包括：在所述第二图像对中，所述待检图像在同样位置与所述基准图像产生差异的像素点。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述将监测图像中显示的部位作为起重臂与塔身连接处产生形变的部位的步骤之前还包括：判断监测图像的有效性；

所述判断监测图像的有效性的步骤包括：

计算设定界面上所述孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较；

当计算的所述密集度大于所述密集度阈值时，所述监测图像为有效图像；

当计算的所述密集度小于或等于所述密集度阈值时，所述监测图像为无效图像。

8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述计算设定界面上所述孤立像素点的密集度，并与设定的密集度阈值进行比较的具体步骤包括：

获取所述孤立像素点在图像中塔式起重机所有像素点中的比例

以及所述孤立像素点在指定范围内中的密集度

根据获取的所述比例

和所述密集度

计算设定界面上所述孤立像素点的密集度P，即

获得设定的密集度阈值为

以及

比较孤立像素点的密集度P与设定的密集度阈值为

的大小；

其中，P为孤立像素点的密集度，n1为孤立像素点的数量，S3为塔式起重机在图像中的表面积，n2为指定范围内存在孤立像素点最多的数量，S4为指定范围的面积，n3为指定范围内最少数量的像素点，k为塔式起重机允许范围内最大的形变量。

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