專利名稱：往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種索道客車的運行控制系統(tǒng)，尤其涉及一種往復式索道客車視覺減速 控制系統(tǒng)。
技術背景目前在往復式客運索道中，客車的運行速度一般為2-6米/秒?？蛙嚨倪\行有一個加速、 勻速、減速的過程。客車進站時，減速運行至到位停車。減速點的有效設置是索道客車安全 運行的重要內容。為防止沖站，客車通過減速點時，必須減速運行是電氣控制系統(tǒng)中的重要 環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)方法是在承載索上安裝減速開關或者在控制程序中用脈沖計數(shù)。前者易損壞需定 期更換，增加運行成本，且維修時需高空作業(yè)，有一定安全風險。后者需精確計算。兩者對 客車進站情況以及運行過程均不具備可視性。發(fā)明內容本實用新型的目的就是為了解決目前索道客車的減速運行控制系統(tǒng)易損壞，維修難，運 行成本高，且整個控制過程不具備可視性等問題，提供一種具有檢測快捷，使用方便，能有 效降低運行成本，提高運行穩(wěn)定性等優(yōu)點的往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案-一種往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)，它包括纜繩及與纜繩連接的客車，在索道站上 設有至少一臺與客車相配合的彩色攝像裝置，該彩色攝像裝置通過圖像采集卡與計算機連接， 計算機將軟件處理后的圖像信息通過數(shù)據(jù)采集卡I/O與減速執(zhí)行機構連接，計算機利用軟件在模板圖像上設置一對檢測線，它們與纜繩上客車減速點位置相對應。 所述客車為車體顏色為單色的客車。本實用新型通過安裝在索道站上的監(jiān)測CCD彩色攝像機攝取進站的客車的圖像，傳輸給 監(jiān)控主機，由研發(fā)的軟件系統(tǒng)對圖像進行處理，檢測出客車行進到預定位置時發(fā)出減速信號， 通過I/O驅動執(zhí)行機構進行減速操作，保障客車安全進站。整個過程中，客車進出站圖像和 索道其他重點部位如線路、機房等處圖像可以實時顯示在主機畫面，方便操作人員對索道運 行情況進行全面監(jiān)控。索道客車車體的顏色多為紅色或者黃色等鮮艷顏色，與周圍的環(huán)境色彩有著很大的差異。 因此充分利用顏色信息，選擇合適的顏色空間有助于快速實現(xiàn)對客車是否達到進站減速位置 的判定。圖像采集后經處理首先得到是RGB三基色。RGB是一種應用比較廣泛的顏色模型, 與其他的顏色模型(YUV、 CMY、 HSV等)能夠比較方便地進行相互轉化。但是RGB色彩模式也 有它的局限性，如容易受到光照的影響。由于索道線路上不同時間的光照強度不同,使得同一 種顏色的R、 G、 B值在減速點位置處不同時間時可能有較大的變化。HSV色彩空間比RGB模式更能適應光照強度變化的場合。因此，本實用新型將使用HSV顏 色模型作為客車顏色判別的特征空間。其中:色調H(Hue)為檢測客車車體顏色的主要依據(jù),主 要是因為H較不容易受到光線的強弱的影響；S代表顏色中的飽和度(Saturation),其值在0 到1之間；V代表顏色的明暗度(Value),其值在0到1之間。預先設定客車到達減速位置時的左右兩條檢測線?？蛙囘\行過程中，對采取的連續(xù)圖像 中兩條檢測線上的像素HSV顏色值統(tǒng)計，統(tǒng)計出像素色調屬于客車車體顏色色調范圍的像素 點數(shù)量CP，如果CP達到設定像素點數(shù)量閾值LP，則認為客車到達減速位置；再通過兩條檢 測線達到檢測閾值的先后順序，判定客車目前的狀態(tài)是上行(進站)還是下行(離站)，如果 是上行(進站)，則發(fā)出減速信號，通過i/o驅動執(zhí)行機構進行減速操作，保障客車安全進站。本實用新型的有益效果是它提供了一種索道客車進站減速控制的新方法。它運用機器 視覺技術使客車在指定的距離內實現(xiàn)減速，達到安全運行的目的，可取代在承載索上安裝減 速開關或者在控制程序中用脈沖計數(shù)等傳統(tǒng)方法，提高可靠性。該方法因無需在索道繩索上 設置減速開關， 一方面節(jié)約了因更換開關造成的成本開支， 一方面因沒有高空作業(yè)而回避了設備維護時可能存在的風險。且客車進站以及運行過程情況實時可視，兼顧安全監(jiān)控。

圖1為本實用新型系統(tǒng)結構示意圖；圖2為本實用新型檢測線位置設置示意圖；圖3為以右側正紅色客車進站為例給出的視覺減速控制流程圖。其中，l.客車，2.纜繩，3.彩色攝像裝置，4.圖像采集卡，5.計算機，6.數(shù)據(jù)采集卡， 7.減速執(zhí)行機構，8.檢測線。
具體實施方式
以下結合附圖與實施例對本實用新型作進一步說明。圖l、圖2中，本實用新型的系統(tǒng)組成為它包括纜繩2及與纜繩2連接的客車1，在索 道站上則設有至少一臺與客車1相配合的彩色攝像裝置3,該彩色攝像裝置3通過圖像釆集 卡4與計算機5連接，計算機5將軟件處理后的圖像信息通過數(shù)據(jù)采集卡6 I/O與減速執(zhí)行機 構7連接。圖像采集卡為彩色圖像采集卡，型號為DH-CG410或者DH-QP300等。數(shù)據(jù)采集卡 為繼電器輸出的數(shù)據(jù)采集卡，型號為研華PCI1761等。計算機5利用軟件在其采集的模板圖 像中設置一對檢測線8，它們與纜繩2上客車1的減速點位置相對應?？蛙?的車體應為單 色。本實用新型的控制方法為1) 客車運行至減速位置停車，彩色攝像裝置采集此時圖像作為模板圖像；2) 模板圖像上設置一對垂直檢測線。檢測線長度應等于或者略長于模板圖像中客車的垂 直高度。檢測線的設置原則以與客車顏色色調一致的像素點數(shù)目最多為宜。色調的一致性可 依據(jù)HSV顏色空間模型，據(jù)此確定像素色調閾值TP。兩條檢測線的位置分別靠近車體的左右 兩側，間隔距離以超過車體寬度的！/2為宜。上述長度、高度、寬度、距離等的度量單位為像 素(Pixel)。3) 在不同光照條件下，對模板圖像中檢測線上與客車顏色色調一致的像素點數(shù)目進行統(tǒng) 計，選取3 —5個低值，再取其均值作為像素點數(shù)目閾值LP。4) 客車運行，彩色攝像裝置連續(xù)采集圖像信息。5) 圖像信息送入計算機，計算機利用軟件對圖像進行處理，得到圖像的RGB三基色空間。6) 將圖像的RGB三基色空間轉換為HSV顏色空間。7) 計算機對兩檢測線統(tǒng)計顏色色調在閾值TP范圍內的像素點目CP。8) 計算機統(tǒng)計兩檢測線點數(shù)CP是否都達到點數(shù)閾值LP;如未都達到，則返回步驟4) 繼續(xù)進行圖像采集；如都達到，則判斷兩檢測線哪個先達到點數(shù)閾值LP。9) 計算機根據(jù)檢測線達到點數(shù)閾值LP的先后，判斷出客車是上行還是下行。如果是上 行則對減速執(zhí)行機構發(fā)出相應的控制侖令。
權利要求1、一種往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)，它包括纜繩及與纜繩連接的客車，其特征是在索道站上設有至少一臺與客車相配合的彩色攝像裝置，該彩色攝像裝置通過圖像采集卡與計算機連接，計算機將軟件處理后的圖像信息通過數(shù)據(jù)采集卡I/O與減速執(zhí)行機構連接，計算機利用軟件在模板圖像上設置一對檢測線，它們與纜繩上客車減速點位置相對應。
2、 根據(jù)權利要求l所述的往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)，其特征是所述客車為車 體顏色為單色的客車。
專利摘要本實用新型公開了一種往復式索道客車視覺減速控制系統(tǒng)。它解決了目前索道客車的減速運行控制系統(tǒng)易損壞，維修難，運行成本高，且整個控制過程不具備可視性等問題，具有檢測快捷，使用方便，能有效降低運行成本，提高運行穩(wěn)定性等優(yōu)點，其結構為它包括纜繩及與纜繩連接的客車，在索道站上設有至少一臺與客車相配合的彩色攝像裝置，該彩色攝像裝置通過圖像采集卡與計算機連接，計算機將軟件處理后的圖像信息通過數(shù)據(jù)采集卡I/O與減速執(zhí)行機構連接，計算機利用軟件在模板圖像上設置一對檢測線，它們與纜繩上客車減速點位置相對應。
文檔編號G01C11/36GK201092330SQ20072002925
公開日2008年7月30日 申請日期2007年10月23日 優(yōu)先權日2007年10月23日
發(fā)明者磊 張, 張偉忠, 殷炳來, 殷艷華, 王繼祥 申請人:山東省科學院自動化研究所