專利名稱：基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)字?jǐn)z像測(cè)量、攤鋪機(jī)找平參數(shù)測(cè)量、自動(dòng)控制等領(lǐng)域，進(jìn)一步是一種
基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)及方法。
背景技術(shù)：
自動(dòng)找平系統(tǒng)在攤鋪機(jī)、平地機(jī)、銑刨機(jī)等工程機(jī)械上的應(yīng)用已經(jīng)很廣泛。隨著公 路向高速化的發(fā)展，實(shí)際的工程應(yīng)用對(duì)找平精度的要求越來(lái)越高，從而對(duì)找平控制系統(tǒng)提 出了更高的要求。而在自動(dòng)找平系統(tǒng)的技術(shù)發(fā)展方面，攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)表現(xiàn)最為典型。
攤鋪機(jī)中已使用的找平系統(tǒng)主要有鋼絲線為基準(zhǔn)的找平方式、機(jī)械式平衡梁找平 方式、超聲波(多聲納)非接觸平衡梁找平方式等幾種。其中，鋼絲線為基準(zhǔn)的找平方式 在面層瀝青料攤鋪時(shí)，會(huì)暴露出諸如人為架線誤差，支架間距、牢固度不易控制，鋼絲線張 緊力不足等弱點(diǎn)，影響攤鋪厚度和宏觀平整度；機(jī)械式平衡梁找平方式也存在以下缺點(diǎn) 系統(tǒng)過(guò)于龐大，粘附現(xiàn)象嚴(yán)重，清理困難，機(jī)械損壞率高，需人工精細(xì)保修，工作量大，十分 繁瑣，且小彎道攤鋪時(shí)，易扭損梁架，攤鋪精度難以保證；超聲波(多聲納)非接觸平衡梁 找平方式一定程度上克服了機(jī)械式平衡梁找平系統(tǒng)的不足，改善了機(jī)械式平衡梁的使用性 能，但裝拆仍然比較復(fù)雜，結(jié)構(gòu)較大(梁長(zhǎng)約7 8m)，熨平板的振動(dòng)易對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性產(chǎn)生影 響，且當(dāng)遇到揮發(fā)性較強(qiáng)的特殊材料粘結(jié)層或?yàn)r青料時(shí)，由于聲納離地較近(約50cm)，揮 發(fā)物易粘附于聲波發(fā)射片上而使聲納傳感器不能正常工作；近期，又推出了激光掃描調(diào)平 系統(tǒng)(Road Sca皿ing System,RSS)，其采用的是激光測(cè)距原理。激光的傳播速度比聲納快
的多，又不受環(huán)境影響，故測(cè)距比聲納精確，然而據(jù)用戶反映實(shí)際攤鋪情況并非如此，且價(jià) 格昂貴。 因此，目前攤鋪機(jī)所采用的找平系統(tǒng)都存在一定的缺點(diǎn)或者弱點(diǎn)，還不能完全符 合實(shí)際需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有找平技術(shù)的不足，提出一種基于攝像測(cè)量 的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)及方法，利用攝像測(cè)量方法，通過(guò)攝像機(jī)系統(tǒng)的快速精確測(cè)量得到 固定于攤鋪機(jī)熨平板上的人工合作標(biāo)志相對(duì)初始位置的偏移量，從而得到攤鋪機(jī)熨平板相 對(duì)初始位置的偏移量，然后將測(cè)量結(jié)果反饋給攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)快速自動(dòng) 找平。本發(fā)明所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)及方法具有非接觸、全場(chǎng)、精度高、 易于自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明同樣適用于平地機(jī)，可以提高平地機(jī)平地質(zhì)量和自動(dòng)化程 度。 本發(fā)明采取的技術(shù)方案是， 一種基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，包括兩兩 組合分別固定在熨平板兩側(cè)的四個(gè)人工合作標(biāo)志和攝像測(cè)量系統(tǒng)，每側(cè)兩個(gè)人工合作標(biāo)志 均對(duì)應(yīng)有一套攝像測(cè)量系統(tǒng)；其中攝像測(cè)量系統(tǒng)包括攝像機(jī)安裝平臺(tái)、由直流電源供電的 固定在攝像機(jī)安裝平臺(tái)上的攝像機(jī)、DSP圖像處理器和無(wú)線收發(fā)模塊；所述攝像機(jī)的信號(hào)輸出端接入連接有無(wú)線收發(fā)模塊的DSP圖像處理器，所述無(wú)線收發(fā)模塊接入攤鋪機(jī)控制系 統(tǒng)。 上述攝像測(cè)量系統(tǒng)中，所述攝像機(jī)的信號(hào)輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)線接入DSP圖像處理器的
圖像采集卡；攝像機(jī)內(nèi)有電動(dòng)鏡頭，其經(jīng)解碼控制器與DSP圖像處理器連接通訊。 上述人工合作標(biāo)志優(yōu)選為紅外發(fā)光標(biāo)志；以便于全天候工作，且可在攝像機(jī)上加
濾光片后去除雜光。電動(dòng)鏡頭優(yōu)選電動(dòng)三可變鏡頭，攝像機(jī)優(yōu)選高分辨率工業(yè)攝像機(jī)。 與上述自動(dòng)找平系統(tǒng)相應(yīng)的，本發(fā)明還提供了一種基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找
平方法，包括如下步驟 1)在攤鋪機(jī)的運(yùn)行初始時(shí)刻，采集分別位于熨平板兩側(cè)的兩個(gè)人工合作標(biāo)志的中 心坐標(biāo)，作為人工合作標(biāo)志的初始位置； 2)在攤鋪機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集人工合作標(biāo)志運(yùn)動(dòng)的序列圖像，并進(jìn)行定位，得到每 幀圖像中人工合作標(biāo)志的中心坐標(biāo)，將這個(gè)序列坐標(biāo)與步驟1中采集得到的人工合作標(biāo)志 在第一幀圖像中的坐標(biāo)相比較，得出人工合作標(biāo)志在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于初始位置的像素值 偏移量，該像素值偏移量即為攤鋪機(jī)因道路不平而離開(kāi)基準(zhǔn)平面的像素值偏移量；
3)根據(jù)上述得到的像素值偏移量，依照像素值偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度偏移量的對(duì) 應(yīng)關(guān)系，得出實(shí)際的物理長(zhǎng)度偏移量； 4)攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)得的物理長(zhǎng)度偏差值控制攤鋪機(jī)的運(yùn)動(dòng)。 作為優(yōu)選方案，在拍攝圖像中對(duì)人工合作標(biāo)志的提取采用亞像素定位技術(shù)提取，
可采用相關(guān)濾波法、自適應(yīng)閾值重心法、灰度圖擬合法等亞像素定位方法。 進(jìn)一步的，為了保證系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中人工合作標(biāo)志成像始終清晰，保證人工合作
標(biāo)志所成圖像的大小保持不變，在測(cè)量過(guò)程中，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)鏡頭焦距，改變攝像視場(chǎng)角，
且保持鏡頭的光軸位置不變。 本發(fā)明的工作原理說(shuō)明如下 所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)由人工合作標(biāo)志發(fā)光標(biāo)志、數(shù)字?jǐn)z像 機(jī)、攝像機(jī)安裝平臺(tái)、電動(dòng)可變鏡頭、解碼控制器、DSP圖像處理器以及無(wú)線收發(fā)模塊組成， 攝像機(jī)通過(guò)數(shù)據(jù)線與DSP上的圖像采集卡連接，電動(dòng)可變鏡頭經(jīng)過(guò)通訊電纜連接到解碼控 制器，而解碼控制器通過(guò)電纜連接到DSP上。DSP圖像處理器和解碼控制器通過(guò)串口進(jìn)行通 訊。系統(tǒng)工作時(shí)，放置于攤鋪機(jī)前方的攝像測(cè)量系統(tǒng)中的攝像機(jī)實(shí)時(shí)拍攝人工合作標(biāo)志的 圖像，圖像傳輸給DSP圖像處理器，DSP圖像系統(tǒng)中固化的處理軟件從圖像中的多個(gè)人工合 作標(biāo)志中提取與電動(dòng)鏡頭調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)應(yīng)的圖像特征量，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)鏡頭進(jìn)行正確調(diào)節(jié)，使人 工合作標(biāo)志成像始終清晰，且視場(chǎng)大小基本保持恒定；DSP圖像處理器進(jìn)一步從圖像中提 取人工合作標(biāo)志的精確位置，對(duì)比當(dāng)前時(shí)刻的標(biāo)志位置與初始時(shí)刻的標(biāo)志位置，可以測(cè)量 出該時(shí)刻熨平板的偏差值。 熨平板每側(cè)安裝兩個(gè)人工合作標(biāo)志，可便于建立像素值偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度偏 移量的對(duì)應(yīng)關(guān)系先測(cè)量得到兩個(gè)紅外合作標(biāo)志之間的實(shí)際物理長(zhǎng)度Axp在所拍攝圖像 中測(cè)出兩個(gè)紅外合作標(biāo)志之間的像素?cái)?shù)目A x2，就得到像素值偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度之間 Ax
的轉(zhuǎn)換系數(shù)夂=了1。 DSP圖像處理器實(shí)時(shí)將測(cè)量出的像素偏差值通過(guò)上述像素偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，轉(zhuǎn)換為實(shí)際物理長(zhǎng)度偏差值，再通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊發(fā)送至攤鋪機(jī)控制系 統(tǒng)，控制攤鋪機(jī)自動(dòng)找平。 所述攝像機(jī)在測(cè)量人工合作標(biāo)志時(shí)針對(duì)運(yùn)動(dòng)標(biāo)志采用自動(dòng)聚焦、調(diào)焦方法，讓電 動(dòng)鏡頭自動(dòng)調(diào)節(jié)焦距以使測(cè)量視場(chǎng)始終保持不變，且成像質(zhì)量始終清晰，保證在測(cè)量范圍 內(nèi)高精度得到測(cè)量結(jié)果。 本發(fā)明所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)采用攝像測(cè)量的方法通過(guò)測(cè)量 和解算人工合作標(biāo)志的偏移量從而得到路面的平整情況，其特征和關(guān)鍵技術(shù)在于
—、圖像中人工合作標(biāo)志的亞像素定位。為了保證系統(tǒng)的高精度，本系統(tǒng)優(yōu)選采用 亞像素圖像定位技術(shù)。亞像素圖像定位技術(shù)就是通過(guò)研究先進(jìn)的圖像處理方法，使圖像中 目標(biāo)定位精度高于圖像的物理分辨率?？梢圆捎孟嚓P(guān)濾波法、自適應(yīng)閾值重心法、灰度圖擬 合法等亞像素定位方法。亞像素定位方法可以參見(jiàn)于起峰、尚洋著《攝像測(cè)量學(xué)原理與應(yīng)用 研究》科學(xué)出版社P81-117，2009. 二、攝像機(jī)在拍攝過(guò)程中的自動(dòng)聚焦、調(diào)焦技術(shù)。其原理如圖4所示當(dāng)人工合作 標(biāo)志離攝像機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)，電動(dòng)鏡頭的焦距較大，其視場(chǎng)角1較??；而當(dāng)人工合作標(biāo)志離攝像機(jī) 較近時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將電動(dòng)鏡頭焦距調(diào)小，其視場(chǎng)角2較大。而在以上調(diào)節(jié)焦距的過(guò)程中，鏡 頭的光軸位置保持不變。以上就保證在系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程中人工合作標(biāo)志所成圖像的大小基本 保持不變。 三、偏移量的計(jì)算方法。對(duì)人工合作標(biāo)志運(yùn)動(dòng)的序列圖像進(jìn)行定位，得到每幀圖 像中人工合作標(biāo)志中心坐標(biāo)，將這個(gè)序列坐標(biāo)與人工合作標(biāo)志在第一幀圖像中的坐標(biāo)相比 較，得出人工合作標(biāo)志在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于初始位置的偏差，該偏差即為攤鋪機(jī)因道路不 平而離開(kāi)基準(zhǔn)平面的偏差。以上偏差均為像素值，為了給出最終的測(cè)量結(jié)果，還需要對(duì)攝像 機(jī)采集的圖像進(jìn)行標(biāo)定，給出與圖像像素值對(duì)應(yīng)的物理長(zhǎng)度，其具體方法為先測(cè)量得到兩 個(gè)人工合作標(biāo)志之間的實(shí)際物理長(zhǎng)度Axp在所拍攝圖像中測(cè)出兩個(gè)人工合作標(biāo)志之間的
像素?cái)?shù)目A x2，就得到像素偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度之間的轉(zhuǎn)換系數(shù)^ = 。 四、大氣影響的消除。攤鋪機(jī)的工作環(huán)境溫度很高，大氣湍流的對(duì)攝像測(cè)量系統(tǒng)的 影響很大，所以要采取相應(yīng)的措施來(lái)降低大氣湍流的影響，可以采用"滑動(dòng)窗口濾波"等方 法消除大氣湍流對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。具體的"滑動(dòng)窗口濾波"方法可以參見(jiàn)于起峰、尚洋著 《攝像測(cè)量學(xué)原理與應(yīng)用研究》科學(xué)出版社P148-151， 2009.
本發(fā)明的意義在于 1、測(cè)量精度高。現(xiàn)有的攤鋪機(jī)找平測(cè)量系統(tǒng)的測(cè)量精度比較低，精度最高的激光 掃描非接觸測(cè)量系統(tǒng)的精度也只能達(dá)到lmm左右，而本系統(tǒng)如選擇合適的硬件，其精度可 以達(dá)到0. 3mm左右，甚至更高。 2、價(jià)格合理。本系統(tǒng)若選用合適的硬件，相比于現(xiàn)有的其他非接觸式調(diào)平裝置，價(jià) 格遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于現(xiàn)有的其他非接觸式調(diào)平裝置。 3、攝像機(jī)與攤鋪機(jī)之間的距離大范圍可調(diào)，若該距離大于IOO米時(shí)，可以很好地 跟蹤路基的縱坡和彎道自然變化，形成流暢變化的路面。 4、該測(cè)量系統(tǒng)可以同時(shí)適用于平地機(jī)，提高平地質(zhì)量和自動(dòng)化程度。 5、該測(cè)量系統(tǒng)及方法在給攤鋪機(jī)提供調(diào)平數(shù)據(jù)的同時(shí)，可以繪出所鋪路面的高低曲線。 本發(fā)明將攝像測(cè)量技術(shù)用于攤鋪機(jī)找平系統(tǒng)，這種方法具有非接觸、全場(chǎng)、精度 高、易于自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明同樣適用于平地機(jī)，可以提高平地機(jī)平地質(zhì)量和自動(dòng)化 程度。


圖1為基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)的應(yīng)用示意圖； 圖2為基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖； 圖3為攝像測(cè)量系統(tǒng)的連接示意圖； 圖4為系統(tǒng)自動(dòng)聚焦、調(diào)焦側(cè)視原理圖； 圖5為偏移量計(jì)算原理圖； 在上述附圖中 1-人工合作標(biāo)志2a、2b-數(shù)字?jǐn)z像機(jī)3_攝像機(jī)安裝平臺(tái) 4-電動(dòng)三可變鏡頭 5-解碼控制器 6-DSP圖像處理器 7-無(wú)線收發(fā)模塊8-攤鋪機(jī) 9-熨平板 10-攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)
具體實(shí)施例方式
本實(shí)施例所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，由"十"字形狀的人工發(fā)光標(biāo) 志、攝像機(jī)、攝像機(jī)安裝平臺(tái)、電動(dòng)三可變鏡頭、解碼控制器、DSP圖像處理器以及無(wú)線收發(fā) 模塊組成。 本實(shí)施例運(yùn)用攝像測(cè)量方法通過(guò)對(duì)固定在熨平板上的人工合作標(biāo)志的快速自動(dòng) 測(cè)量得到熨平板位置偏移信息，進(jìn)而得到地面的平整度信息，再反饋給攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)。其 具體實(shí)施步驟如下 1)將四個(gè)人工合作標(biāo)志固定于攤鋪機(jī)熨平板左右兩側(cè)，每測(cè)兩個(gè)人工合作標(biāo)志 如圖1、2所示，在熨平板9兩側(cè)各固定兩個(gè)紅外發(fā)光標(biāo)志作為人工合作標(biāo)志l，和人工合作 標(biāo)志1對(duì)應(yīng)的各有一套攝像測(cè)量系統(tǒng)，每套攝像測(cè)量系統(tǒng)由電動(dòng)三可變鏡頭4、高分辨率工 業(yè)攝像機(jī)2a和2b、攝像機(jī)安裝平臺(tái)3、帶解碼控制器5的DSP圖像處理器6以及無(wú)線數(shù)據(jù) 收發(fā)模塊7等組成。其中攝像機(jī)安裝平臺(tái)具體采用的是三角架和云臺(tái)。
2)系統(tǒng)工作時(shí)，給人工合作標(biāo)志通電，人工合作標(biāo)志1發(fā)光工作，放置于攤鋪機(jī)8 前方的攝像測(cè)量系統(tǒng)中的攝像機(jī)2實(shí)時(shí)拍攝人工合作標(biāo)志1的圖像，圖像傳輸給DSP圖像 處理器6 ; 3)DSP圖像處理器中的圖像預(yù)處理模塊對(duì)圖像作圖像增強(qiáng)、圖像濾波等預(yù)處理，采 用亞像素處理技術(shù)對(duì)人工合作標(biāo)志進(jìn)行定位和跟蹤，并對(duì)比當(dāng)前時(shí)刻的標(biāo)志位置與初始時(shí) 刻的標(biāo)志位置，測(cè)量出該時(shí)刻熨平板的偏差值DSP圖像處理器6中固化的處理軟件從圖像 中的兩個(gè)人工合作標(biāo)志中提取與電動(dòng)三可變鏡頭調(diào)節(jié)參數(shù)對(duì)應(yīng)的圖像特征量，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)三 可變鏡頭4進(jìn)行正確調(diào)節(jié)，使人工合作標(biāo)志1成像始終清晰，且視場(chǎng)大小基本保持恒定。
攝像測(cè)量系統(tǒng)的連接如圖3所示。攝像機(jī)2通過(guò)數(shù)據(jù)線與DSP圖像處理器6上的 圖像采集卡連接，電動(dòng)三可變鏡頭4經(jīng)通訊電纜連接到解碼控制器5，而解碼控制器5通過(guò)
6電纜連接到DSP圖像處理器6上。DSP圖像處理器6與解碼控制器5通串口進(jìn)行通訊。其 中，自動(dòng)聚焦、調(diào)焦系統(tǒng)的工作過(guò)程為攝像機(jī)拍攝的某一幀圖像，經(jīng)圖像采集卡送給DSP 圖像處理器6，DSP圖像處理器6中固化的軟件對(duì)圖像進(jìn)行計(jì)算，得到相應(yīng)的調(diào)焦指令，經(jīng)串 口送給解碼控制器5，解碼控制器5控制電動(dòng)三可變鏡頭4進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)焦動(dòng)作，形成一個(gè) 閉合調(diào)焦回路。 如圖4所示，當(dāng)人工合作標(biāo)志離攝像機(jī)較遠(yuǎn)時(shí)，電動(dòng)鏡頭的焦距較大，其視場(chǎng)角1 較??；而當(dāng)人工合作標(biāo)志離攝像機(jī)較近時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)將電動(dòng)鏡頭焦距調(diào)小，其視場(chǎng)角2較 大。而在以上調(diào)節(jié)焦距的過(guò)程中，鏡頭的光軸位置保持不變。以上就保證在系統(tǒng)測(cè)量過(guò)程 中人工合作標(biāo)志所成圖像的大小基本保持不變。 處理軟件進(jìn)一步從圖像中提取人工合作標(biāo)志1的精確位置，對(duì)比當(dāng)前時(shí)刻的標(biāo)志 位置與初始時(shí)刻的標(biāo)志位置，可以測(cè)量出該時(shí)刻熨平板9的偏差值。 簡(jiǎn)化的雙標(biāo)志計(jì)算方案如圖5所示，A、 B為固定于熨平板上的兩個(gè)人工合作標(biāo)志 的初始位置，C、D是這兩個(gè)人工合作標(biāo)志經(jīng)過(guò)一段時(shí)間過(guò)后的位置，Ax， Ay是經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間過(guò)后熨平板相對(duì)于初始位置在x方向和y方向上的偏移量。
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考慮到測(cè)量過(guò)程中，電動(dòng)鏡頭一直在調(diào)節(jié)，實(shí)際的測(cè)量方案中比上面的復(fù)雜，這里 給出的只是一個(gè)原理性的說(shuō)明。 4)實(shí)時(shí)將測(cè)量出的偏差值通過(guò)無(wú)線收發(fā)模塊7發(fā)送至攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)10。
權(quán)利要求
一種基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，包括兩兩組合分別固定在熨平板兩側(cè)的四個(gè)人工合作標(biāo)志和攝像測(cè)量系統(tǒng)，每側(cè)兩個(gè)人工合作標(biāo)志均對(duì)應(yīng)有一套攝像測(cè)量系統(tǒng)；其中攝像測(cè)量系統(tǒng)包括攝像機(jī)安裝平臺(tái)、由直流電源供電的固定在攝像機(jī)安裝平臺(tái)上的攝像機(jī)、DSP圖像處理器和無(wú)線收發(fā)模塊；所述攝像機(jī)的信號(hào)輸出端接入連接有無(wú)線收發(fā)模塊的DSP圖像處理器，所述無(wú)線收發(fā)模塊接入攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像 測(cè)量系統(tǒng)中攝像機(jī)的信號(hào)輸出端經(jīng)數(shù)據(jù)線接入DSP圖像處理器的圖像采集卡；攝像機(jī)內(nèi)有 電動(dòng)鏡頭，其經(jīng)解碼控制器與DSP圖像處理器連接通訊。
3 根據(jù)權(quán)利要求2所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，其特征在于，所述電動(dòng) 鏡頭采用電動(dòng)三可變鏡頭。
4. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，其特征在于，所 述人工合作標(biāo)志優(yōu)選為紅外發(fā)光標(biāo)志。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)，其特征在于，所 述攝像機(jī)為工業(yè)攝像機(jī)。
6. —種基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平方法，其特征是，包括如下步驟1) 在攤鋪機(jī)的運(yùn)行初始時(shí)刻，采集分別位于熨平板兩側(cè)的人工合作標(biāo)志的中心坐標(biāo)， 作為人工合作標(biāo)志的初始位置；2) 在攤鋪機(jī)運(yùn)行時(shí)，實(shí)時(shí)采集人工合作標(biāo)志運(yùn)動(dòng)的序列圖像，并進(jìn)行定位，得到每幀圖 像中人工合作標(biāo)志的中心坐標(biāo)，將這個(gè)序列坐標(biāo)與步驟1中采集得到的人工合作標(biāo)志在第 一幀圖像中的坐標(biāo)相比較，得出人工合作標(biāo)志在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中相對(duì)于初始位置的像素值偏移3) 根據(jù)上述得到的像素值偏移量，依照像素值偏移量與實(shí)際物理長(zhǎng)度偏移量的對(duì)應(yīng)關(guān) 系，得出實(shí)際的物理長(zhǎng)度偏移量；4) 攤鋪機(jī)的控制系統(tǒng)根據(jù)測(cè)得的物理長(zhǎng)度偏差量實(shí)時(shí)控制攤鋪機(jī)的運(yùn)動(dòng)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平方法，其特征是，在所述步驟2 中拍攝圖像中對(duì)人工合作標(biāo)志的定位采用亞像素定位技術(shù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平方法，其特征是，所述亞像素 定位技術(shù)優(yōu)選為相關(guān)濾波法、自適應(yīng)閾值重心法、灰度圖擬合法中任意一種。
9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平方法，其特征是，實(shí)時(shí)采集人 工合作標(biāo)志運(yùn)動(dòng)的序列圖像過(guò)程中，根據(jù)實(shí)際采集的圖像實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電動(dòng)鏡頭焦距，改變攝 像視場(chǎng)角，保持鏡頭的光軸位置不變。
10. 根據(jù)權(quán)利要求6-9之一所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平方法，其特征是，攝像 測(cè)量系統(tǒng)采集人工合作標(biāo)志的坐標(biāo)時(shí)，采用滑動(dòng)窗口濾波方法消除大氣湍流對(duì)測(cè)量結(jié)果的 影響。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)找平系統(tǒng)和方法。首先建立由固定于攤鋪機(jī)熨平板上的四個(gè)人工合作標(biāo)志和攝像測(cè)量系統(tǒng)構(gòu)成的找平系統(tǒng)，通過(guò)攝像機(jī)系統(tǒng)的快速精確測(cè)量得到固定于攤鋪機(jī)熨平板上的人工合作標(biāo)志相對(duì)初始位置的偏移量，從而得到攤鋪機(jī)熨平板相對(duì)初始位置的偏移量，然后將測(cè)量結(jié)果反饋給攤鋪機(jī)控制系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)攤鋪機(jī)快速自動(dòng)找平。本發(fā)明所述基于攝像測(cè)量的攤鋪機(jī)自動(dòng)找平系統(tǒng)及方法具有非接觸、全場(chǎng)、精度高、易于自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明同樣適用于平地機(jī)等其他機(jī)械領(lǐng)域，可以提高平地機(jī)平地質(zhì)量和自動(dòng)化程度。
文檔編號(hào)E01C19/48GK101718072SQ200910227100
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月4日
發(fā)明者于起峰, 伏思華, 胡永軍, 胡浩軍 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)