基于双目视觉的塔机障碍物测距方法研究

发布时间：2020-04-09 22:40

【摘要】：塔式起重机是目前建筑工地中常用的施工设备,由于工作环境复杂,极易发生碰撞事故,一旦发生事故往往会造成严重的经济损失和人员伤亡。如何避免施工过程中塔机之间以及塔机与障碍物之间的碰撞,已成为人们关注的热点问题之一。本文针对塔机监测系统防碰撞的测距问题进行研究,提出一种基于双目视觉的塔机障碍物测距方法,具有一定的实用价值和应用前景。本文主要围绕双目视觉系统中测距原理、摄像机标定、特征提取与匹配以及测距系统的实现进行理论和实际研究。首先确定了双目视觉测距方法,构建双目视觉测量系统。接着综合考虑应用环境、费用以及标定精度等,分析以往多种摄像机标定方法的优缺点,提出基于OpenCV和本质矩阵的双目摄像机标定方法。其中摄像机内参数标定利用OpenCV编程在线标定,外参数标定通过图像对应特征点匹配,结合极线约束方程,线性求解出本质矩阵完成。该方法快速简单,适合户外场合的标定。然后提出SIFT算法提取图像特征点并匹配,针对算法自身存在一些缺点,比如提取特征点时描述子维度高、计算量大,特征匹配时误匹配率相对较高等问题,提出PCA和RANSAC算法对其进行改进。通过PCA算法对特征点描述符进行降维,再通过BBF搜索算法对特征点低维特征向量做最近邻搜索,然后引入RANSAC算法去除误匹配对。改进后的算法计算更简单,而且保证了图像匹配效率。最终,结合上述研究成果进行双目测距模拟实验,并来到抚顺永茂建筑机械有限公司登上塔机进行现场实验。实验结果验证了本文所提出方法的可行性,在塔机防碰撞问题上具有一定的应用价值。
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降低了施工难度，加快了项目进程，使建筑施工逐渐走向机械化１１］。逡逑塔机一般都设计了复杂的自身结构应对恶劣的作业环境，一台塔机按功能可分为：逡逑塔身、前臂、塔顶以及吊钩等组件，如图１．１所示。逡逑当前我国房地产市场不断升温、建筑行业发展迅猛，塔机由于其效率高、全回转、逡逑适用性较强的特点，，以及能大范围吊运建筑设备和建筑物材料的功能，成为了建筑施工逡逑领域中最重要的设备之一。不过，塔机虽然在给社会生活带来经济效益，但也因为

本文编号：2621348