【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及防碰撞预警领域，尤其涉及一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法及系统。
技术介绍
1、在工业运输过程中，单轨吊机车作为一种高效的物料搬运工具应用于仓库和工厂中，吊机车能够在狭窄空间内灵活运行，大幅提高物料搬运效率。随着工业环境的复杂化，吊机车在运行过程中面临着越来越多的安全隐患，特别是与其他移动设备（如叉车）和行人发生碰撞的风险。
2、公告号为cn204117307u的中国专利文件公开了一种泵车间臂架防碰撞预警装置，每一泵车包括泵车车体和泵车臂架，臂架防碰撞预警装置包括第一组件、第二组件、第三组件和报警器；第一组件为多个，分别安装在泵车臂架的各关节点处，用于发送无线测距信号；第二组件、第三组件以及报警器均安装在泵车车体上，第二组件用于接收和转发无线测距信号；第三组件用于接收第二组件发送的距离信息，并处理所接收的信息；当两相邻泵车臂架末端的两第一组件间距超过所设报警距离时，报警器启动并报警以实现两相邻泵车臂架在安全距离外停止运动。
3、现有技术中的安全防护措施主要依赖于吊机车操作人员的监控和传感器，传感器在使用过程中，对距离要求较为严格，在一定的距离范围内灵敏度较高，超出一定的距离范围内，则灵敏度较差，进而导致监测的数据准确性较差，而单轨吊机车在作业过程中，需要对行驶路径内的障碍物进行提前进行预测，以便于单轨吊机车有充足的反应时间以调节速度，避免事故的发生，现有的安全防护措施无法满足实际需要。
技术实现思路
1、为了对行驶路径内的障碍物进行提前预测避免
2、第一方面，本专利技术提供一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，采用如下的技术方案：
3、获取多张单轨吊机车行驶路径的图像，对于每张图像均构建多条分割线，将分割线对应的像素点作为特征像素点；
4、利用lucas-kanade算法计算相邻两张图像的光流场，提取每个特征像素点的光流并计算运动向量；将距离图像中心点长度相等的特征像素点作为同一类别，以实现对特征像素点进行分类；
5、计算每个时刻单轨吊机车发生碰撞的可能性，将相邻两个时刻单轨吊机车发生碰撞的可能性的差值作为可能性变化量；响应于可能性变化量大于0，发出碰撞预警；
6、其中，单轨吊机车发生碰撞的可能性的表达式为：
7、
8、式中，表示第j+1时刻吊机车发生碰撞的可能性，表示预设的相关系数，表示预设的碰撞指标；表示第j时刻图像中第m条分割线上第n个特征像素点的运动向量与水平轴夹角的余弦值，n表示分割线对应特征像素点的个数，表示第m条分割线与水平轴夹角的余弦值的绝对值，m表示第j时刻图像中分割线的总数。
9、通过特征像素点运动向量的倾角计算单轨吊机车发生碰撞的可能性，参考了多个特征像素点的影响因素，提高了计算结果的准确性，便于判断单轨吊机车与障碍物发生碰撞的概率，从而能够通过调节单轨机吊车的行驶速度以避免单轨机吊车与障碍物发生碰撞。
10、优选的，方法还包括：
11、根据运动向量计算特征像素点的运动速度，运动速度的表达式为：
12、
13、
14、式中，表示特征像素点的运动向量，表示图像中第i个特征像素点在水平方向上的移动速度，表示图像中第i个特征像素点在竖直方向上的移动速度，表示第j时刻图像中第i个特征像素点的移动速度，表示第j时刻图像中第i个特征像素点在水平方向上的移动速度，表示第j时刻图像中第i个特征像素点在竖直方向上的移动速度。
15、通过计算特征像素点的运动速度能够直观地了解特征像素点的移动速度和移动方向。
16、优选的，碰撞指标的表达式为：
17、
18、式中，表示预设的碰撞指标，表示第j时刻图像中第k类特征像素点中第个特征像素点对应的速度，l表示第j时刻图像中第k类特征像素点的总个数，表示第j时刻图像中第k类特征像素点运动速度的平均值，k表示第j时刻图像中特征像素点类别的个数，表示第j时刻图像中第k类特征像素点与圆心的距离。
19、通过碰撞指标能够反映单轨机吊车与障碍物发生碰撞的概率。
20、优选的，相关系数的表达式为：；
21、式中，α表示相关系数，表示第j时刻图像中特征像素点的运动向量与分割线具有夹角的特征像素点的个数，表示第j时刻图像中特征像素点的总数量。
22、通过相关系数能够反映图像中特征像素点的混乱状态，通过混乱状态能够进一步了解行驶路径内是否存在障碍物。
23、优选的，分割线的构建方法为：
24、以图像的中心为原点，以水平方向为x轴，以竖直方向为y轴建立坐标系，得到该坐标系下各个像素点的位置坐标；以原点为中心均匀绘制分割线，相邻分割线之间的夹角相同。
25、通过构建分割线获得特征像素点，对图像中的特征像素点进行分析，减少了计算量。
26、优选的，利用atan2函数计算运动向量与水平方向的夹角。
27、优选的，获取单轨吊机车行驶路径的图像之后还包括对图像进行灰度化和去噪的处理步骤。
28、第二方面，本专利技术提供一种单轨吊机车防碰撞智能预警系统，采用如下的技术方案：
29、一种单轨吊机车防碰撞智能预警系统，处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据上述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法。
30、将上述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法生成计算机程序，并存储于存储器中，以被处理器加载并执行，从而，根据存储器及处理器制作系统，方便使用。
31、本专利技术具有以下技术效果：
32、通过特征像素点运动向量的倾角、移动速度以及相关系数多个维度计算单轨吊机车发生碰撞的可能性，提高了计算结果的准确性，通过相邻时刻的可能性预测单轨吊机车与障碍物发生碰撞的概率，从而便于通过调节单轨机吊车的行驶速度以避免单轨机吊车与障碍物发生碰撞，能够满足实际作业中安全防护的需要。
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1.一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，方法还包括：
3.根据权利要求2所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，碰撞指标的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，相关系数的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，分割线的构建方法为：
6.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，利用atan2函数计算运动向量与水平方向的夹角。
7.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，获取单轨吊机车行驶路径的图像之后还包括对图像进行灰度化和去噪的处理步骤。
8.一种单轨吊机车防碰撞智能预警系统，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述存储器存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被所述处理器执行时实现根据权利要求1-7任一项所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法。
【技术特征摘要】
1.一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，方法还包括：
3.根据权利要求2所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，碰撞指标的表达式为：
4.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，相关系数的表达式为：
5.根据权利要求1所述的一种单轨吊机车防碰撞智能预警方法，其特征在于，分割线的构建方法为：
6.根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘富超，胡秀亭，袁磊，张鹏，陈耐钱，徐加胜，徐加成，
申请(专利权)人：山东新沙单轨运输装备有限公司，
类型：发明
国别省市：
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