一种钢水包耳轴吊装对位识别装置的制作方法

本实用新型涉及钢水包吊装技术领域，具体的说，涉及了一种钢水包耳轴吊装对位识别装置。

背景技术：

钢铁企业在炼钢过程中，钢水包经常需要起重机吊起并转运至不同的生成工艺位置。

目前，在吊装过程中，由于视线受挡，起重机司机只能看见近侧钢水包耳轴和起重机吊钩，而看不见近侧远钢水包耳轴和起重机吊钩，只能凭借经验或感觉等判断远侧耳轴与起重机吊钩是否准确对位，如果司机经验不足、疲劳、走神等极易误判，从而造成钢水包倾覆、脱落等重大事故。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。

技术实现要素：

本实用新型的目的是针对现有技术的不足，从而提供一种设计科学、实用性强、结构简单和识别准确的钢水包耳轴吊装对位识别装置。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种钢水包耳轴吊装对位识别装置，包括主控单元，以及分别与所述主控单元相连的第一吊装对位图像采集单元、第二吊装对位图像采集单元和起升控制回路；

钢水包耳轴和起重机吊钩钩尖上均涂有白色标识；

所述第一吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第一对位图像信息，并传输至所述主控单元；

所述第二吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包另一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第二对位图像信息，并传输至所述主控单元；

所述起升控制回路，与所述主控单元相连，用于控制起重机吊钩的上升和下降；

所述主控单元根据所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元返回的信息，驱动所述起升控制回路动作。

基于上述，所述起升控制回路通过动断开关K4与所述主控单元相连；

所述起升控制回路包括供电电源、单刀三掷开关K1、吊钩下降继电器开关K2、吊钩上升继电器开关K3；所述单刀三掷开关K1的静触点连接所述供电电源，所述单刀三掷开关K1的第一动触点连接所述吊钩下降继电器开关K2的线圈，所述单刀三掷开关K1的第二动触点连接接地端，所述单刀三掷开关K1的第三动触点连接所述吊钩上升继电器开关K3的线圈。

基于上述，本实用新型还包括与所述主控单元相连的报警单元，当任意一侧钢水包耳轴与起重机的吊钩对位异常时，所述主控单元驱动所述报警单元发出报警信号。

基于上述，所述主控单元和所述报警单元设置在起重机的司机室。

基于上述，所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元均采用高清摄像头。

基于上述，所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元正对钢水包的左右两侧的耳轴设置。

本实用新型相对现有技术具有实质性特点和进步，具体的说，本实用新型提供了一种钢水包耳轴吊装对位识别装置，第一吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第一对位图像信息，并传输至所述主控单元；所述第二吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包另一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第二对位图像信息，并传输至所述主控单元；所述主控单元根据所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元返回的信息，驱动所述起升控制回路动作；

该实用新型根据钢水包耳轴与起重机的吊钩的对位情况控制所述起升控制回路动作，避免了因偏吊、脱钩等造成的钢水包倾覆、脱离等严重事故；

综上所述，本实用新型具有设计科学、实用性强、结构简单和识别准确的优点。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型的起升控制回路的示意图。

图3是本实用新型的耳轴和吊钩的示意图。

图4是本实用新型的主要流程示意图。

图5是本实用新型的耳轴和吊钩相对位置和距离示意图。

图6是本实用新型的耳轴轮廓矩形识别流程示意图。

图7是本实用新型的吊钩轮廓矩形识别流程示意图。

图8是本实用新型的耳轴和吊钩相对位置和距离计算流程示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如附图1-附图3所示，一种钢水包耳轴吊装对位识别装置，它包括主控单元，以及分别与所述主控单元相连的第一吊装对位图像采集单元、第二吊装对位图像采集单元和起升控制回路；

钢水包耳轴和起重机吊钩钩尖上均涂有白色标识；

所述第一吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第一对位图像信息，并传输至所述主控单元；

所述第二吊装对位图像采集单元，实时拍摄钢水包另一侧的耳轴和起重机吊钩钩尖的白色标识的图像作为第二对位图像信息，并传输至所述主控单元；

所述起升控制回路，与所述主控单元相连，用于控制起重机吊钩的上升和下降；

所述主控单元根据所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元返回的信息，驱动所述起升控制回路动作。

本实施例给出了一种起升控制回路的具体实施方式，所述起升控制回路通过动断开关K4与所述主控单元相连；所述起升控制回路包括供电电源、单刀三掷开关K1、吊钩下降继电器开关K2、吊钩上升继电器开关K3；所述单刀三掷开关K1的静触点连接所述供电电源，所述单刀三掷开关K1的第一动触点连接所述吊钩下降继电器开关K2的线圈，所述单刀三掷开关K1的第二动触点连接接地端，所述单刀三掷开关K1的第三动触点连接所述吊钩上升继电器开关K3的线圈。

所述单刀三掷开关的静触点与第一动触点接通时，所述吊钩下降继电器开关的线圈得电，所述吊钩下降继电器开关吸合，能够进行起重机的吊钩下降操作；所述单刀三掷开关的静触点与第三动触点接通时，所述吊钩上升继电器开关的线圈得电，所述吊钩上升继电器开关吸合，能够进行起重机的吊钩上升操作；所述单刀三掷开关的静触点与第二动触点接通时，起重机的吊钩不能进行起升操作，起重机的起升控制回路为断开状态。

具体的，本实用新型还包括与所述主控单元相连的报警单元，当任意一侧钢水包耳轴与起重机的吊钩对位异常时，所述主控单元驱动所述报警单元发出报警信号，警示操作人员。所述主控单元和所述报警单元固定在司机室的适当位置；所述主控单元通过控制输出接口连接所述起升控制回路，通过报警输出接口连接所述报警单元。

具体的，所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元均采用高清摄像头，正对钢水包的左右两侧的耳轴设置，安装在钢水包的左右两边的立柱或其它固定物上，调整高清摄像头角度，使耳轴和吊钩全部处在图像的大致中心位置，以采集两侧耳轴与吊钩对位时的图像信息，并以无线方式发送至所述主控单元。所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元设置有无线发射器，所述主控单元设置有无线接收器。

实施例2

如附图4和附图5所示，一种钢水包耳轴吊装对位识别方法，利用上述权利要求所述对位识别装置，包括以下步骤：

步骤1，将待吊装钢水包两侧耳轴的端面和起重机吊钩钩尖涂成白色；

步骤2，将所述待吊装钢水包移至吊装位置，将所述吊钩移至所述耳轴下方；

步骤3，所述第一吊装对位图像采集单元和所述第二吊装对位图像采集单元，实时采集钢水包两侧的耳轴和起重机吊钩的对位图像信息，并传输至所述主控单元；

步骤4，所述主控单元，根据所述对位图像信息，识别出两种轮廓矩形，并根据轮廓矩形的面积，判定是耳轴轮廓矩形还是吊钩轮廓矩形；

两种轮廓矩形的面积较大的为耳轴轮廓矩形，较小的为吊钩轮廓矩形；

步骤5，根据所述耳轴轮廓矩形的位置坐标信息和所述吊钩轮廓矩形的位置坐标信息，所述主控单元判定钢水包两侧的耳轴与对应起重机的吊钩的相对位置关系是否满足吊装要求；

步骤6，若钢水包两侧的耳轴与对应起重机的吊钩的相对位置关系均满足吊装要求，则所述主控单元通过所述起升控制回路驱动起重机进行起升操作；否则转步骤7；

步骤7，所述主控单元驱动所述报警单元发出报警信号，同时断开所述起升控制回路。

具体的，所述步骤4中，所述主控单元根据所述对位图像信息识别出表示钢水包耳轴轮廓矩形的第一白色区域，具体为：

对所述对位图像信息的像素逐行扫描，遍历每一个像素；记录每一行的第一个为白色像素的像素位置F，最后一个为白色像素的像素位置L，以及白色像素的个数；

比较白色像素的像素位置F的大小，将白色像素的像素位置F最小值标记为第一白色区域最左侧的像素位置Left1；

比较白色像素的像素位置L的大小，将白色像素的像素位置L最大值标记为第一白色区域最右侧的像素位置Right1；

当扫描到第m-1行白色像素个数等于零，且第m行白色像素的个数大于零，则将第一白色区域最上侧的像素位置Top1标记为Top1=m；

当扫描到第n-1行白色像素个数大于零，且第n行白色像素的个数等于零，则将第一白色区域最下侧的像素位置Bottom1标记为Bottom1=n；

根据第一白色区域最左侧的像素位置Left1，最上侧的像素位置Top1，最右侧的像素位置Right1，以及最下侧的像素位置Bottom1，获得耳轴轮廓矩形左上角的坐标位置为（Left1，Top1），右下角的坐标位置为（Right1，Bottom1）；从而得到耳轴轮廓矩形。

具体的，所述步骤4中，所述主控单元根据所述对位图像信息识别出表示吊钩轮廓矩形的第二白色区域；具体为：

从第一白色区域的下一行开始，对所述对位图像信息的像素逐行扫描；记录每一行的第一个为白色像素的像素位置F’，最后一个为白色像素的像素位置L’，以及白色像素个数；

比较白色像素的像素位置F’的大小，将白色像素的像素位置F’最小值标记为第二白色区域最左侧的像素位置Left2；

比较白色像素的像素位置L’的大小，将白色像素的像素位置L’最大值标记为第二白色区域最右侧的像素位置Right2；

当扫描到第p-1行白色像素个数等于零，且第p行白色像素的个数大于零，则将第二白色区域最上侧的像素位置Top2标记为Top2=p；

当扫描到第q-1行白色像素个数大于零，且第q行白色像素的个数等于零，则将第二白色区域最下侧的像素位置Bottom2标记为Bottom2=q；

根据第二白色区域最左侧的像素位置Left2，最上侧的像素位置Top2，最右侧的像素位置Right2，以及最下侧的像素位置Bottom2，获得吊钩轮廓矩形左上角的坐标位置为（Left2，Top2），右下角的坐标位置为（Right2，Bottom2）；从而得到吊钩轮廓矩形

实施例3

本实施例与实施例2的区别在于：如附图6所示，所述步骤4中，所述主控单元根据所述对位图像信息识别出表示钢水包耳轴轮廓矩形的第一白色区域，具体步骤为：

步骤4.1，设置第一白色区域最左侧的像素位置为Left1=0，最上侧的像素位置Top1=0，最右侧的像素位置Right1=0，最下侧的像素位置Bottom1=0；白色像素个数N(i)=0；

步骤4.2，对所述对位图像信息进行逐行扫描；设置i=0；

步骤4.3，设置j=0；

步骤4.4，设置k=0；

步骤4.5，若第（i，j+k）像素为白色，则第i行的白色像素个数N(i)=N(i)+1；

记录第i行的第一个为白色的像素位置F(i)=j，以及第i行的最后一个为白色的像素位置L(i)=j+N(i)，然后转步骤4.6；否则直接转步骤4.8；

步骤4.6，若第i行的第一个为白色的像素位置F(i)<F(i-1)，则记录第一白色区域最左侧的像素位置Left1=F(i)，然后转步骤4.7；否则直接转步骤4.8；

步骤4.7，若第i行的最后一个为白色的像素位置L(i)>L(i-1)，则记录第一白色区域最右侧的像素位置Right1=L(i)，然后转步骤4.8；否则直接转步骤4.8；

步骤4.8，k=k+1；若j+k小于等于图像宽度值，则转步骤4.9；否则转步骤4.5；

步骤4.9，若第i-1行的白色像素个数N(i-1)=0且第i行的白色像素个数N(i)>0，则记录第一白色区域最上侧的像素位置Top1=i，然后转步骤4.10；否则直接转步骤4.10；

步骤4.10，若第i-1行的白色像素个数N(i-1)>0且第i行的白色像素个数N(i)=0，则记录第一白色区域最下侧的像素位置Bottom1=i，然后转步骤4.11；否则直接转步骤4.11；

步骤4.11，j=j+1，若j小于等于图像宽度值，则令i=i+1，然后转步骤4.12；否则直接转步骤4.4；

步骤4.12，若i小于等于图像高度值，则判断是否结束本次识别流程；若未结束，则转步骤4.1；

若i大于图像高度值，则转步骤4.3；

步骤4.13，根据获得的耳轴轮廓矩形最左侧的像素位置为Left1，最上侧的像素位置Top1，最右侧的像素位置Right1，以及最下侧的像素位置Bottom1，获得耳轴轮廓矩形左上角的坐标位置为（Left1，Top1），右下角的坐标位置为（Right1，Bottom1）。

实施例4

本实施例与实施例2的区别在于：如附图7所示，所述步骤4中，所述主控单元根据所述对位图像信息识别出吊钩轮廓矩形；

根据获得的吊钩轮廓第二白色区域最左侧的像素位置Left2，最上侧的像素位置Top2，最右侧的像素位置Right2，以及最下侧的像素位置Bottom2，获得吊钩轮廓矩形左上角的坐标位置为（Left2，Top2），右下角的坐标位置为（Right2，Bottom2）。具体步骤为：

步骤S4.1，设置第二白色区域最左侧的像素位置为Left2=0，最上侧的像素位置Top2=0，最右侧的像素位置Right2=0，最下侧的像素位置Bottom2=0；

步骤S4.2，对所述对位图像信息进行逐行扫描；设置i=图像高度值，该图像高度值等于Top1- Bottom1；

步骤S4.3，设置j=0；

步骤S4.4，设置k=0；

步骤S4.5，若第（i，j+k）像素为白色，则第i行的白色像素个数N(i)=N(i)+1；

记录第i行的第一个为白色的像素位置F(i)=j，以及第i行的最后一个为白色的像素位置L(i)=j+N(i)，然后转步骤S4.6；否则直接转步骤S4.8；

步骤S4.6，若第i行的第一个为白色的像素位置F(i)<F(i-1)，则记录第二白色区域最左侧的像素位置Left2=F(i)，然后转步骤S4.7；否则直接转步骤S4.8；

步骤S4.7，若第i行的最后一个为白色的像素位置L(i)>第i行的倒数第二个为白色的像素位置L(i-1)，则记录第二白色区域最右侧的像素位置Right2=L(i)，然后转步骤S4.8；否则直接转步骤S4.8；

步骤S4.8，k=k+1；若j+k小于等于图像宽度值，该图像宽度值等于Right1- Left1，则转步骤S4.9；否则转步骤S4.5；

步骤S4.9，若第i-1行的白色像素个数N(i-1)=0且第i行的白色像素个数N(i)>0，则记录第二白色区域最上侧的像素位置Top2=i，然后转步骤S4.10；否则直接转步骤S4.10；

步骤S4.10，若第i-1行的白色像素个数N(i-1)>0且第i行的白色像素个数N(i)=0，则记录第二白色区域最下侧的像素位置Bottom2=i，然后转步骤S4.11；否则直接转步骤S4.11；

步骤S4.11，j=j+1，若j小于等于图像宽度值，则令i=i-1，然后转步骤S4.12；否则直接转步骤S4.4；

步骤S4.12，若i等于零，则判断是否结束本次识别流程；若未结束，则转步骤S4.1；

若i不等于零，则转步骤S4.3；

步骤S4.13，根据获得的第二白色区域最左侧的像素位置为Left2，最上侧的像素位置Top2，最右侧的像素位置Right2，以及最下侧的像素位置Bottom2，获得耳轴轮廓矩形左上角的坐标位置为（Left2，Top2），右下角的坐标位置为（Right2，Bottom2）。

实施例5

本实施例与实施例2的区别在于：如附图8所示，步骤5中所述主控单元判定钢水包两侧的耳轴与对应起重机的吊钩的相对位置关系是否满足吊装要求，具体包括以下步骤：

步骤5.1，初始化，钢水包耳轴在起重机的吊钩上方的标志P=No；

步骤5.2，若吊钩轮廓矩形最上侧的像素位置Top2小于耳轴轮廓矩形最下侧的像素位置Bottom1，则转步骤5.3；否则转步骤5.1；

步骤5.3，若吊钩轮廓矩形最左侧的像素位置Left2大于等于耳轴轮廓矩形最左侧的像素位置Left1，且吊钩轮廓矩形最左侧的像素位置Left2小于耳轴轮廓矩形最右侧的像素位置Right1；

或者，若吊钩轮廓矩形最右侧的像素位置Right2大于等于耳轴轮廓矩形最左侧的像素位置Left1，且吊钩轮廓矩形最右侧的像素位置Right2小于耳轴轮廓矩形最右侧的像素位置Right1；

则判定钢水包耳轴在起重机的吊钩上方，此时标志P=Yes，然后转步骤5.4；否则转步骤5.1；

步骤5.4，根据吊钩轮廓矩形最上侧的像素位置Top2和耳轴轮廓矩形最下侧的像素位置Bottom1，计算得到吊钩轮廓与耳轴轮廓之间的距离d，d= Bottom1-Top2。

步骤5.5，若吊钩轮廓与耳轴轮廓之间的距离d大于预设值，则判定钢水包两侧的耳轴与对应起重机的吊钩的相对位置关系满足吊装要求；

否则判定钢水包两侧的耳轴与对应起重机的吊钩对位异常。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。