TW201509785A - 降低運算負荷的影像追蹤方法 - Google Patents

降低運算負荷的影像追蹤方法 Download PDF

Info

Publication number
TW201509785A
TW201509785A TW102131485A TW102131485A TW201509785A TW 201509785 A TW201509785 A TW 201509785A TW 102131485 A TW102131485 A TW 102131485A TW 102131485 A TW102131485 A TW 102131485A TW 201509785 A TW201509785 A TW 201509785A
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
load
monitoring point
frame
image
tracking
Prior art date
Application number
TW102131485A
Other languages
English (en)
Other versions
TWI520896B (zh
Inventor
Lun-Hui Lee
Yen-Nung Lai
Chung-Hao Huang
Cheng-Yuan Chang
Sung-Chih Ku
Original Assignee
Inst Nuclear Energy Res Atomic Energy Council
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Nuclear Energy Res Atomic Energy Council filed Critical Inst Nuclear Energy Res Atomic Energy Council
Priority to TW102131485A priority Critical patent/TWI520896B/zh
Publication of TW201509785A publication Critical patent/TW201509785A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI520896B publication Critical patent/TWI520896B/zh

Links

Landscapes

  • Control And Safety Of Cranes (AREA)

Abstract

一種降低運算負荷的影像追蹤方法，其係先攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面，於該影像畫面中的吊掛索與負載上分別設定至少一監測點，於各監測點外周側分別設有一追蹤框，令各追蹤框分別追蹤對應的監測點(使各監測點分別保持位於各對應追蹤框內某一相對位置上)，並隨之產生相同之位移。最後，計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊。利用此種僅分析監測點及小面積追蹤框的方式，可有效減少整體影像資料的處理量，降低設備之運算負荷。

Description

降低運算負荷的影像追蹤方法
本發明是有關於降低運算負荷的影像追蹤方法，特別是指一種可減少影像資料處理量以降低運算負荷，並降低系統規格需求及建置成本之影像追蹤方法。
習知吊掛移行裝置(如：天車)的運作方式，較傳統者，有由操作者自行以控制桿或控制鈕操作天車移動的人工控制方式，此方式無法精準的控制天車位置及天車移動速度，並不適用於具有精密需求之場合。另有透過控制電路及計算單元經由設定座標而驅動該吊掛移行裝置(天車)移至預定位置的自動控制方式，例如：中華民國公告第I279389號發明專利，其揭露了一起重機，包含了移動控制部、編碼器以及GPS裝置，並利用無線裝置與遠端的中央電腦連線，使其可接受該中央電腦的命令，進一步透過編碼器與移動控制部的運作而移動至指定的位置。
上述利用電腦編碼以驅動伺服馬達之自動控制的驅動方式，雖於一定程度上改善了天車移動精確度的問題。但無論是人工控制或自動控制等二種驅動方式，皆需面臨一共同的問題，就是當吊掛移行裝置(天車)移動過程中，由於負載本身的慣性，以及鋼索的可撓性會產生負載與吊掛移行裝置(天車)之間的偏移。此種偏移現象會進一步造成負載 擺動，此負載擺動情形不但會影響該吊掛移行裝置(天車)正常移行，更容易造成負載掉落或碰撞之工安事故。因此，如何能有效抑制吊掛負載於移行過程中產生過度的擺動，乃為一亟待克服的問題。
針對上述吊掛負載於移行過程中產生的擺動狀態，本案申請人正研究以即時影像追蹤負載及吊掛移行裝置之位置，並將該負載及吊掛移行裝置(天車)之移動量作為控制吊掛移行裝置的參數，以改善負載搖擺的情形。然而實現該技術中仍有影像處理量過大的技術困難待突破。
一般吊掛負載於移行過程中所產生的擺動情形，乃如第1圖所示，其中該負載B於移行過程中可能與該吊掛移行裝置(天車)上的吊掛位置A之間分別於X、Y、Z軸上產生x1、y1、z1的位移。因此，為確實掌握該負載B相對於吊掛位置A在三維空間中的位移變化，必須設置多部攝影裝置分別攝取各不同平面的影像，需即時計算至少二攝取的不同平面影像，方能經由三維座標的改變而有效掌握該負載B與吊掛位置A之間的位移變化。
同時，為了達到即時、精準的影像追蹤效果，現行的實施方式皆使用昂貴的高速、高解析度攝影機攝取影像，如此一來，直接導致系統購置成本高昂。再者，利用高解析度攝影機攝取高畫素影像，也大量增加資料運算、傳輸的負荷，因此資料處理設備亦需選用高性能、大容量的記憶體與處理單元，否則難以負荷上述資料處理量。故而可知，若不設法降低處理大量影像資料的負荷，就必須使用高價設備，造成系統購置成本高昂，實有改善的空間。
有鑑於前述影像處理量過大的技術困難，發明人提出本方 法，以降低系統的運算負荷。
本發明之主要目的在於提供一種降低運算負荷的影像追蹤方法，其係於吊掛索與負載上分別設定至少一監測點，且於各監測點外周側分別設置一可同步活動之追蹤框，利用各追蹤框隨各監測點產生相同之位移，可推算該吊掛索與負載的偏移資訊，藉由此種僅監測各追蹤框的操作方式，可有效減少影像資料處理量，以降低整體之運算負荷。
本發明之另一目的在於透過減少影像資料處理量，以降低相關硬體設備的需求規格，進而節省設備購置成本。
本發明為達成上述目的及功效，其所採行的技術手段包括以下步驟：A.攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面；B.在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點；C.於各監測點外周側分別設有一追蹤框；D.令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移；E.計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊。
如上述方法，其中該步驟B中，係於該吊掛索與負載上分別設有一監測點；於該步驟C中，係於該吊掛索的監測點外周側設定一上追蹤框，於該負載的監測點外周側設定一下追蹤框。
如上述方法，其中該上追蹤框的設定範圍係小於該下追蹤框的設定範圍。
如上述方法，其中該步驟D中，係使各監測點分別保持位於各對應追蹤框內某一相對位置上，以執行各追蹤框分別追蹤各對應監測點 的動作。
如上述方法，其中各監測點係分別保持位於各對應追蹤框內固定的位置。
如上述方法，其中各監測點係分別與各對應追蹤框內預設一邊界線保持固定距離。
如上述方法，其中該步驟A中，於該影像畫面中另設定一固定之參考點，於該參考點外周側設有一參考框，該參考點與參考框係供輔助比對出該監測點及追蹤框之位移量。
至於本發明之應用原理、作用與功效，則參照下列依附圖所作之說明即可得到完全的瞭解。
1、2‧‧‧監測點
11‧‧‧上追蹤框
21‧‧‧下追蹤框
3‧‧‧參考點
31‧‧‧參考框
A‧‧‧吊掛位置
B、D‧‧‧負載
C‧‧‧吊掛移行裝置
L‧‧‧吊掛索
P1‧‧‧上追蹤框的初始位置
P2‧‧‧下追蹤框的初始位置
P11‧‧‧上追蹤框的偏移位置
P21‧‧‧下追蹤框的偏移位置
x1‧‧‧負載相對吊掛位置於X軸上產生之位移
y1‧‧‧負載相對吊掛位置於Y軸上產生之位移
z1‧‧‧負載相對吊掛位置於Z軸上產生之位移
S11‧‧‧攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面
S12‧‧‧在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點
S13‧‧‧於各監測點外周側分別設有一追蹤框
S14‧‧‧令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移
S15‧‧‧計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊
第1圖係一般吊掛負載於移行過程中所產生的擺動情形說明圖。
第2圖係本發明之操作流程圖。
第3圖係本發明於吊掛索與負載上分別設定監測點，且於各監測點外周側設置追蹤框之示意圖。
第4圖係本發明各監測點隨吊掛索與負載移動的瞬間狀態示意圖。
第5圖係本發明各追蹤框追隨套合對應監測點的動作示意圖。
第6圖係本發明於第3圖的技術基礎上，另增設一固定之參考點與參考框結構示意圖。
請參第2至5圖所示，可知本發明主要包括：一「攝取一受 吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面」S11步驟、一「在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點」S12步驟、一「於各監測點外周側分別設有一追蹤框」S13步驟、一「令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移」S14步驟，及一「計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊」S15步驟。
該「攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面」S11步驟，係利用攝影機攝取一吊掛移行裝置C(天車)經由吊掛索L垂吊的負載D於預設移行空間中的影像。
該「在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點」S12步驟及「於各監測點外周側分別設有一追蹤框」S13步驟，係於該吊掛索L上設定一監測點1，於該監測點1外周側設有一上追蹤框11，該監測點1係可保持位於該上追蹤框11內固定對應位置(例如：監測點1係保持位於對應追蹤框11內固定的位置；或使該監測點1與對應上追蹤框11內預設一邊界線保持固定距離)，且該上追蹤框11的初始位置係設定於P1位置。另於負載D上設定一監測點2，於該監測點2外周側設有一下追蹤框21，該監測點2係可保持位於該下追蹤框21內固定對應位置，且該下追蹤框21的初始位置係設定於P2位置。在實際應用時，可於該吊掛索L與負載D上分別設定多個監測點及追蹤框，以滿足不同監測追蹤之需求。
該「令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移」S14步驟，當該吊掛移行裝置C移行時，該負載D受加速度及本 身重量慣性作用會於該吊掛移行裝置C加速或減速時產生擺動的現象，致使該吊掛索L形成一歪斜狀態。此時，該監測點1、2會立即隨著吊掛索L與負載D的位置變化而產生位移，而上、下追蹤框11、21則隨後會由初始位置P1、P2移動套合該監測點1、2。當該上、下追蹤框11、21完全套合該監測點1、2後，該上、下追蹤框11、21的偏移位置分別設定為P11、P21。
該「計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊」S15步驟，係利用該上、下追蹤框11、21的偏移位置P11、P21與其初始位置P1、P2相比對，可得到該吊掛索L、負載D於吊掛移行裝置C移行過程中所產生的位移數據。
本發明之上述流程，藉由該上、下追蹤框11、21分別跟隨監測點1、2移動，配合該上、下追蹤框11、21的移動量與整張影像的尺寸比對，可推算出吊掛索L與負載D的位移量，以進一步實現天車影像控制的功能。而上、下追蹤框11、21以外的影像視為背景，若將該背景影像忽略不計，可大幅的減少影像資料的處理量。
同時，並透過上述技術大幅減少影像資料的處理量，最終可令一般平價家用的攝影器材亦符合監測作業需求，影像處理設備要求亦大幅降低，可減少影像控制系統的購置成本。
再者，由於負載D於移行過程中會產生較大的擺動幅度，可將該下追蹤框21的範圍設定較大，而將擺動幅度小的上追蹤框11的範圍略為縮小，以進一步減少資料量。
請參第6圖所示，可知本發明的另一實施態樣，係於該第3圖所揭示的基本架構下，另於攝影影像中設置一固定之參考點3與參考框31。當背景影像被忽略不處理而藉以減少資料量時，可藉由該參考點3與參考框31輔助比對出上、下追蹤框11、21的位移量。
由上所述可知，本發明降低運算負荷的影像追蹤方法確實具有可減少影像資料處理量及運算負荷，以降低系統規格需求及建置成本之功效，確已具有產業上之利用性、新穎性及進步性。
惟以上所述者，僅為本發明之一較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。即凡依本發明申請專利範圍所作之均等變化與修飾，皆為本發明專利範圍所涵蓋。
S11‧‧‧攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面
S12‧‧‧在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點
S13‧‧‧於各監測點外周側分別設有一追蹤框
S14‧‧‧令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移
S15‧‧‧計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊

Claims (7)

  1. 一種降低運算負荷的影像追蹤方法，其至少包括以下步驟：A.攝取一受吊掛索垂吊的負載於預設移行空間中的影像畫面；B.在該吊掛索與負載上分別設定至少一監測點；C.於各監測點外周側分別設有一追蹤框；D.令各追蹤框分別追蹤對應的監測點，並隨之產生相同之位移；E.計算各追蹤框的位移數值，即取得相對應各監測點的位移量，並藉以分別推算該吊掛索與負載的各種偏移資訊。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中該步驟B中，係於該吊掛索與負載上分別設有一監測點；於該步驟C中，係於該吊掛索的監測點外周側設定一上追蹤框，於該負載的監測點外周側設定一下追蹤框。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中該上追蹤框的設定範圍係小於該下追蹤框的設定範圍。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中該步驟D中，係使各監測點分別保持位於各對應追蹤框內某一相對位置上，以執行各追蹤框分別追蹤各對應監測點的動作。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中各監測點係分別保持位於各對應追蹤框內固定的位置。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中各監測點係分別與各對應追蹤框內預設一邊界線保持固定距離。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之降低運算負荷的影像追蹤方法，其中該步驟 A中，於該影像畫面中另設定一固定之參考點，於該參考點外周側設有一參考框，該參考點與參考框係供輔助比對出該監測點及追蹤框之位移量。
TW102131485A 2013-09-02 2013-09-02 Image tracking method for reducing computational load TWI520896B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102131485A TWI520896B (zh) 2013-09-02 2013-09-02 Image tracking method for reducing computational load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
TW102131485A TWI520896B (zh) 2013-09-02 2013-09-02 Image tracking method for reducing computational load

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201509785A true TW201509785A (zh) 2015-03-16
TWI520896B TWI520896B (zh) 2016-02-11

Family

ID=53186584

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW102131485A TWI520896B (zh) 2013-09-02 2013-09-02 Image tracking method for reducing computational load

Country Status (1)

Country Link
TW (1) TWI520896B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370983A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 腾讯科技（深圳）有限公司 用于视频监控系统的行踪轨迹的获取方法和装置
CN113379684A (zh) * 2021-05-24 2021-09-10 武汉港迪智能技术有限公司 一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107370983A (zh) * 2016-05-13 2017-11-21 腾讯科技（深圳）有限公司 用于视频监控系统的行踪轨迹的获取方法和装置
CN107370983B (zh) * 2016-05-13 2019-12-17 腾讯科技（深圳）有限公司 用于视频监控系统的行踪轨迹的获取方法和装置
US10812761B2 (en) 2016-05-13 2020-10-20 Tencent Technology (Shenzhen) Company Limited Complex hardware-based system for video surveillance tracking
CN113379684A (zh) * 2021-05-24 2021-09-10 武汉港迪智能技术有限公司 一种基于视频的集装箱箱角线定位及自动着箱方法

Also Published As

Publication number Publication date
TWI520896B (zh) 2016-02-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111204662B (zh) 用于识别状态参数的系统、吊装定位系统及吊装设备
US8627575B2 (en) Hook pose detecting equipment and crane
CN101934982B (zh) 基于图像传感器的双吊具桥吊定位方法
CN105271004B (zh) 采用单目视觉的吊具空间定位装置及方法
JP2013186088A5 (zh)
CN107572373A (zh) 基于机器视觉的新型起重机主动防斜拉控制系统及其控制方法
CN106044570A (zh) 一种采用机器视觉的钢卷吊自动识别装置和方法
CN107454891A (zh) 移动式起重机的显示装置及移动式起重机的同步装置。
US20190119078A1 (en) Crane, and Method for Controlling Such a Crane
CN102826456B (zh) 大型施工设备编码器空间定位、智能防碰撞系统
CN212425180U (zh) 吊装信息识别系统、吊装定位系统及吊装设备
CN101428740A (zh) 一种小车起重作业用防偏拉的方法
CN111036863A (zh) 采用机器视觉定位大包下水口的装置及其使用方法
TWI520896B (zh) Image tracking method for reducing computational load
CN105752848B (zh) 基于全息摄像技术的双吊具桥吊摆角检测系统及其方法
CN103279205B (zh) 指向装置、操作方法及相关多媒体互动系统
CN204997688U (zh) 移动装置
CN104564913A (zh) 并联六自由度转台液压控制系统
CN203705107U (zh) 一种测力装置和起重机
CN106737864B (zh) 一种机器人运动学正解机构
CN109678057A (zh) 基于立体视觉的桥式吊车的摆角测量方法
ES2483816A2 (es) Sistema de control de posicionamiento, de limitación de velocidad y de movimientos incontrolados de cabina, o contrapeso, de un ascensor.
US9278832B2 (en) Method of reducing computational demand for image tracking
CN103274298B (zh) 控制塔式起重机小车驱动力的方法、装置和系统
CN215439366U (zh) 一种基于几何模型干涉检查的起重机械防碰撞系统

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees