钢丝绳拉力F，其中G为卷扬起吊重量，N为钢丝绳滑轮组倍率。
[0048]进一步地，按照公式V = η.31 *R/T!计算钢丝绳收放速度V,其中?\为限定时间，η为限定时间内卷扬转动圈数，R为钢丝绳在卷扬上的缠绕直径。
[0049]进一步地，按照下述方式判断所述钢丝绳拉力F和钢丝绳收放速度V是否超过限定值:
[0050]预设钢丝绳拉力范围[Fi，F2]和钢丝绳收放速度范围[^2]，其中匕、匕分别为设定的钢丝绳拉力下限值和上限值，V1、v2分别为设定的钢丝绳收放速度下限值和上限值；
[0051]若钢丝绳拉力F超出预设范围[Fi，F2]，或钢丝绳收放速度V超出预设范围[Vi，v2]，则判断结果为是，反之，判断结果为否。
[0052]进一步地，按照下述方式提取钢丝绳位置信息并进行平行度分析:
[0053]实时采集钢丝绳图像；
[0054]对采集的钢丝绳图像进行预处理，减少噪声干扰，提高系统准确度和鲁棒性，且当图像信息微弱、无法识别时，对图像进行增强、集合调整；
[0055]进行图像分割，定位分理出待识别物体，此环节输入整幅图像，输出像元图像；
[0056]抽取图像特征，利用图像检测技术，对滤波后的图像进行图像提取，获得钢丝绳线性信息；
[0057]根据钢丝绳线性信息，获取钢丝绳倾斜角度，并判断钢丝绳倾斜角度是否超出阈值。
[0058]进一步地，按照下述方式输出报警信息:
[0059]设定不同等级的钢丝绳平行度指标阈值；
[0060]判断钢丝绳平行度指标是否超过设定的各阈值，若判断结果为是，则输出与不同等级阈值相对应的不同等级报警信息。
[0061]本发明提供一种工程机械，包括工程机械本体、卷扬及控制系统，所述控制系统设有上述任一项所述的卷扬乱绳监测装置。
[0062]本发明提供的卷扬乱绳监测装置，利用第一检测部件的信息计算得到钢丝绳的单绳拉力，利用第二检测部件的信息计算得到钢丝绳收放速度，一旦超过系统限定值，便发出卷扬乱绳预警信号，进行卷扬乱绳预警，其次，利用卷扬监控摄像部件传回的图像进行图像处理，提取钢丝绳位置信息并进行平行度分析，计算钢丝绳斜率，以判断当前时刻是否发生卷扬乱绳现象，一旦发现异常，便发出卷扬乱绳报警信号，对于已发生的卷扬乱绳进行报
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目ο
[0063]本发明可以在起重机作业过程中，实时监测卷扬钢丝绳的排列状态，对卷扬乱绳现象发出预警信号，引起作业人员注意；并对已发生的乱绳现象予以报警，限制作业人员进一步操作，避免钢丝绳磨损及吊装事故。
[0064]由于上述卷扬乱绳监测装置具有上述技术效果，基于同样原理的卷扬乱绳监测方法和包括该卷扬乱绳监测装置的工程机械也具有相同的技术效果。
【附图说明】
[0065]图1为本发明所提供卷扬乱绳监测装置的卷扬乱绳预警单元的控制原理图；
[0066]图2为起重机卷扬的基本结构示意图；
[0067]图3为本发明所提供卷扬乱绳监测装置的卷扬乱绳报警单元的控制原理图；
[0068]图4为本发明所提供卷扬乱绳监测方法的卷扬乱绳报警的控制流程图；
[0069]图5为卷扬乱绳报警图像识别中滤波边缘检测、提取排绳的示例图；
[0070]图6为卷扬乱绳报警图像识别中检测排绳平行度、确定乱绳位置的示例图。
【具体实施方式】
[0071]本发明的核心是在卷扬钢丝绳发生乱绳前予以预警，引起作业人员注意，并对已发生的卷扬乱绳现象发出声光报警控制信号，以限制起重机卷扬进一步动作。
[0072]不失一般性，下面以起重机作为主体，结合说明书附图具体对本发明进行详细阐述。
[0073]在一种【具体实施方式】中，本发明提供的卷扬乱绳监测装置包括卷扬乱绳预警单元和卷扬乱绳报警单元两部分。
[0074]请参考图1、图2，图1为本发明所提供卷扬乱绳监测装置的卷扬乱绳预警单元的控制原理图；图2为起重机卷扬的基本结构意图。
[0075]如图所示，卷扬乱绳预警单元包括:
[0076]第一检测部件，用于获取卷扬起吊重量信息。
[0077]具体采用起重机的力矩限制器，其为独立的完全由计算机控制的安全操作系统，主要由显示器、单片机计算控制箱、角度传感器、长度传感器、压力传感器等元器件组成，能自动检测出起重机所吊载的质量及起重臂所处的角度，并能显示出其额定载重量和实际载荷、工作半径、起重臂幅角。
[0078]第二检测部件，用于获取卷扬的卷筒旋转信息。
[0079]具体采用卷扬编码器，其安装在轮式起重机卷扬卷筒上，可以将卷扬的角位移转换成能够通讯、传输和存储的电信号。
[0080]控制器为车载控制器，具体可采用PLC控制器，其能够接收、发送数据，进行程序下载、逻辑运算，并支持CAN总线通讯，通常安装在操作室或电气控制箱内。
[0081]由于发生卷扬乱绳现象的原因主要为两点:一方面是钢丝绳拉力过大或过小，另一方面是卷扬钢丝绳收放速度过快或过慢，因此本发明以此为理论基础，由控制器根据起吊重量信息，获取卷扬钢丝绳拉力F，并根据卷筒旋转信息，获取卷扬钢丝绳收放速度V，并判断钢丝绳拉力F或钢丝绳收放速度V是否超过限定值，若判断结果为是，则输出预警信息，从而实现预警功能。
[0082]其中，钢丝绳拉力可以由力矩限制器得出。如图2所示，卷扬1上单根钢丝绳3的拉力F大小与起吊重物5的重量G和滑轮组4的倍率N的比值有关，起吊重物5的重量G可以通过起重机力矩限制器直接读出当前实际吊重量。这样只需要把从力矩限制器系统中读出的当前实际吊重量除以钢丝绳的倍率即可得单股钢丝绳3的拉力大小，即F = G/N。
[0083]钢丝绳收放速度利用卷扬编码器2，通过程序处理得出。设卷扬卷筒上钢丝绳的缠绕直径为R，在限定时间?\内，读取卷扬编码器的初始值ηι及终值n2，即卷扬转动η = η2-ηι圈。可以计算得到钢丝绳收放速度V = n.π.Κ/Τ1。当然，为提高系统精度，在转速计算时可以加入钢丝绳直径，卷扬转动圈数可以通过多次采样求平均值的方式得到。
[0084]在实时计算得出钢丝绳拉力F和钢丝绳收放速度V之后，控制器按照下述方式判断是否存在乱绳的风险:
[0085]在系统程序中设定拉力的上、下限值Fp F2以及钢丝绳收放速度的上、下限值1、V2。通过系统实时监测，只要钢丝绳拉力及收放速度在限定范围[匕，F2]、[V。V2]内，系统正常工作，一旦超限便发出报警信号，引起作业人员的注意。
[0086]卷扬乱绳的预警无需增加额外的装置，利用起重机上原有的力矩限制器、角度编码器及控制器即可实现，只需要在控制器中编译程序，进行一次系统初始化，将设定值存储在控制器存储空间即可。
[0087]请参考图3，图3为本发明所提供卷扬乱绳监测装置的卷扬乱绳报警单元的控制原理图。
[0088]如图所示，卷扬乱绳报警单元包括:
[0089]卷扬监控摄像部件，用于