集單元中選取第一攝像頭A的畫面作為計算畫面，然后獲取計算畫面中吊鉤底端與第一攝 像頭A鏡頭中心之間的直線連線，及所述直線連線或直線連線的延長線經(jīng)過畫面中第一參 考尺的刻度大?。炊呦嘟惶帲?，并以第一計算基準(zhǔn)A1為基準(zhǔn)，計算吊鉤當(dāng)前位置相對于 塔臂10實際的高度參數(shù)和幅度參數(shù)。
[0027]當(dāng)?shù)蹉^在塔臂上運行至第二攝像頭B的視野中時，圖像處理計算單元就從圖像采 集單元中選取第二攝像頭B的畫面作為計算畫面，然后獲取計算畫面中吊鉤底端與第二攝 像頭B鏡頭中心之間的直線連線，及所述直線連線或直線連線的延長線經(jīng)過畫面中第二參 考尺的刻度大?。炊呦嘟惶帲⒁缘诙嬎慊鶞?zhǔn)A2為基準(zhǔn)，計算吊鉤當(dāng)前位置相對于 塔臂10實際的高度參數(shù)和幅度參數(shù)。
[0028]當(dāng)?shù)蹉^在塔臂上運行至第一攝像頭A和第二攝像頭B的共同區(qū)域時，即同時位于第 一攝像頭A和第二攝像頭B的畫面中，圖像處理計算單元就隨機(jī)從圖像采集單元中選取其中 一個攝像頭的畫面作為計算畫面，然后獲取計算畫面中吊鉤底端與該攝像頭(A/B)鏡頭中 心之間的直線連線，及所述直線連線或直線連線的延長線經(jīng)過畫面中對應(yīng)參考尺的刻度大 ?。炊呦嘟惶帲?，并以相對應(yīng)的計算基準(zhǔn)(A1/A2)為基準(zhǔn)，計算吊鉤當(dāng)前位置相對于塔臂 10實際的高度參數(shù)和幅度參數(shù)。
[0029]其中，由于第一參考尺設(shè)置在第一攝像頭A的視野前方，并將第一攝像頭A的視野 邊界囊括在內(nèi)（參見圖3)，因此吊鉤只要處于第一攝像頭A的監(jiān)控視野內(nèi)，則第一攝像頭拍 攝的圖像畫面中吊鉤與第一攝像頭鏡頭中心之間的直線連線或者直線連線的延長線就始 終會從第一參考尺上讀出相應(yīng)的刻度（即直線連線或直線連線的延長線與畫面中第一參考 尺相交處的刻度）。同理，對于第二參考尺的而言，也是一樣的（參見圖4)。再加上，所述第一 攝像頭A和第二攝像頭B在所處位置的安裝方式使得二者的視野范圍在塔臂10中間區(qū)域有 交集，并可覆蓋塔臂10到地面的圖像，因此吊鉤在塔臂上的運行，始終會被第一攝像頭A和/ 或第二攝像頭B所拍攝到。
[0030]依據(jù)上述內(nèi)容，本發(fā)明所述監(jiān)控系統(tǒng)中圖像處理計算單元計算吊鉤當(dāng)前位置相對 于塔臂10實際的高度參數(shù)和幅度參數(shù)的方法，主要包括有下述步驟：
[0031] 以拍攝到吊鉤的第一攝像頭的畫面作為計算畫面為例，結(jié)合圖3分析，當(dāng)?shù)蹉^在塔 臂上運行到q位置時，相對于塔臂的高度為qr(即h〇,相對于塔臂的幅度為gr(即h):
[0032] 步驟一、計算實際空間中第一參考尺的所述刻度大小位置〇與第一攝像頭鏡頭中 心g之間的直線連線〇g的距離a，和實際空間中直線連線og與塔臂在豎直平面內(nèi)所占據(jù)的視 野夾角X，計算公式為：
[0034] 其中，h表示圖像處理計算單元從計算畫面中獲取的第一參考尺的所述刻度大小， 1表示第一計算基準(zhǔn)A1，即1 =A1;
[0035] 【這里，"所述刻度大小位置"即為前述方案中所說的第一攝像頭畫面中吊鉤與第 一攝像頭鏡頭中心之間的直線連線(或直線連線的延長線）與畫面中第一參考尺相交處的 刻度大小位置，只不過是映射到實際空間而已】
[0036] 步驟二、計算實際空間中吊鉤當(dāng)前位置q與第一攝像頭鏡頭中心g之間的直線連線 qg的距離ai，計算公式為：
[0038]其中，pxa表示計算畫面中第一參考尺的所述刻度大小位置與第一攝像頭鏡頭中 心之間的圖像直線距離，pxai表示計算畫面中吊鉤底端與第一攝像頭鏡頭中心之間的圖像 直線距離，二者均由圖像處理計算單元根據(jù)獲取的計算畫面中吊鉤底端與第一攝像頭鏡頭 中心之間的直線連線或直線連線的延長線計算得出；【這里，主要基于攝像頭的成像原理， 即圖像直線距離之比等于實際空間直線距離之比
[0039]步驟三、以計算出的視野夾角X和距離ai作為計算參數(shù)計算吊鉤當(dāng)前位置相對于 塔臂實際的高度參數(shù)hi和幅度參數(shù)h，此時幅度參數(shù)h表示吊鉤距離駕駛艙的水平距離 li'，計算公式為：hi = sin(x)*ai，li = li'
[0040] 在圖3中，當(dāng)?shù)蹉^繼續(xù)運行到s位置時，則吊鉤相對于塔臂實際的高度則變?yōu)閟t，幅 度則變?yōu)間t，計算方法與上述一致。
[0041] 對于第二攝像頭而言，參見圖4,當(dāng)?shù)蹉^在塔臂上運行至第二攝像頭B的視野中時 (比如說q'位置），圖像處理計算單元就從圖像采集單元選取第二攝像頭B的畫面作為計算 畫面，此時吊鉤所在q'位置相對于塔臂實際的高度參數(shù)In為:h^sinUhai，幅度參數(shù)1MJ 表示吊鉤距離塔臂末端的水平距離h" = icosUha:，其余步驟與上述以第一攝像 頭的畫面作為計算畫面時的計算方式相同。同理，當(dāng)?shù)蹉^繼續(xù)運行至s'位置時，則吊鉤相對 于塔臂實際的高度則變?yōu)閟't'，幅度則變?yōu)間't'，計算方法與上述一致。
[0042]作為本發(fā)明優(yōu)選的實施方案是，上述監(jiān)控系統(tǒng)中，所述報警單元中設(shè)置有報警閾 值，所述報警閾值包括有近限位閾值，當(dāng)報警單元基于從圖像處理計算單元獲得的吊鉤當(dāng) 前位置相對于塔臂實際的幅度參數(shù)h'接近所述近限位閾值時，發(fā)出近限位報警信號以提 醒操作人員吊鉤距離塔身過近。這里，所述近限位閾值優(yōu)選為l_2m，即吊鉤距離駕駛艙h' 僅剩下l-2m的距離（即h ' = l-2m)，就進(jìn)行報警操作。
[0043]其中，所述報警閾值還包括有遠(yuǎn)限位閾值，當(dāng)報警單元基于從圖像處理計算單元 獲得的吊鉤當(dāng)前位置相對于塔臂實際的幅度參數(shù)h"接近所述遠(yuǎn)限位閾值時，發(fā)出遠(yuǎn)限位 報警信號以提醒操作人員吊鉤在塔臂上運行過遠(yuǎn)。這里，所述遠(yuǎn)限位閾值優(yōu)選為l_2m，即吊 鉤距離塔臂末端1!"僅剩下l-2m的距離（即就進(jìn)行報警操作。
[0044]其中，所述報警閾值還包括有高限位閾值，當(dāng)報警單元基于從圖像處理計算單元 獲得的吊鉤當(dāng)前位置相對于塔臂實際的高度參數(shù)hi接近所述高限位閾值時，發(fā)出高限位報 警信號以提醒操作人員吊鉤在塔臂上運行過高。這里，所述高限位閾值優(yōu)選為l_2m，即吊鉤 距離塔臂僅剩下l-2m的距離（即1η=1-2πι)，就進(jìn)行報警操作。
[0045]比較優(yōu)選的技術(shù)方案是，所述近限位報警信號、遠(yuǎn)限位報警信號和高限位報警信 號設(shè)置為不同的報警方式。這樣可以使得駕駛員在觀察到不同的報警方式時，即可快速的 知曉吊鉤當(dāng)前的位置信息。
[0046] 作為本發(fā)明監(jiān)控系統(tǒng)的另外一種應(yīng)用方案，當(dāng)塔臂在水平方向上轉(zhuǎn)動時，還通過 第一攝像頭和第二攝像頭采集起重機(jī)多個角度的工作環(huán)境圖像;其中，所述圖像處理計算 單元還包括將第一攝像頭和第二攝像頭分別采集到的工作環(huán)境圖像進(jìn)行數(shù)據(jù)融合，獲得起 重機(jī)工作環(huán)境的全景圖像。然后，可在監(jiān)控系統(tǒng)中加入圖像顯示單元，將圖像顯示單元連接 所述圖像處理計算單元，并此時圖像顯示單元可將圖像處理計算單元獲得的全景圖像在一 塊顯示屏幕上進(jìn)行顯示，所述顯示屏幕設(shè)置在駕駛艙內(nèi)供駕駛員觀看（或者還可以同時布 置于建筑工地的監(jiān)控室內(nèi)，供后臺工作人員查看）。通過這樣的應(yīng)用方式，駕駛員只需看一 塊屏幕就能夠確定當(dāng)前塔吊的周圍環(huán)境和運行情況，發(fā)現(xiàn)危險情況，及時調(diào)整駕駛操作避 免事故發(fā)生。
[0047] 其中，對于數(shù)據(jù)融合的部分，是圖像處理計算單元將第一攝像頭和第二攝像頭獲 取的各角度工作環(huán)境圖像中相同的部分進(jìn)行融合，不同的部分進(jìn)行拼接的技術(shù)，以此得到 塔式起重機(jī)工作環(huán)