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龙图腾网恭喜江苏省特种设备安全监督检验研究院申请的专利基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120043492B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510518233.9，技术领域涉及：G01C1/00；该发明授权基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法是由王月新;王莉;李小伟;潘爱华;王佩君;袁伟设计研发完成，并于2025-04-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法，通过融合惯性测量单元IMU和工业相机的数据，结合两者的优势，在动态环境下实现高精度的起重机吊物摆角测量。通过一种基于视觉摆角的IMU摆角实时修正机制，消除了IMU的累积误差，保证了吊物摆角测量的精度。该机制能够在起重机吊物动态摆动过程中实时触发修正，大幅提高了系统的可靠性、准确性和实时性。采用多传感器融合机制，有效减少了单一传感器因漂移或失效引起的问题，确保即使在视觉数据丢失或IMU出现漂移时，系统依然能够可靠运行并输出准确的摆角结果。

本发明授权基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法在权利要求书中公布了：1.一种基于多传感器信息融合的起重机吊物摆角的测量方法，其特征在于，包括以下步骤： 步骤1、工作人员向起重机发送工作指令，起重机仍处于静止状态，完成初始化任务包括设定误差修正角，视觉摆角有效测量次数T等于0，视觉连续失效次数H等于0，并计算IMU标准差； 步骤2、初始化任务完成后，起重机开始运动，相机实时获取吊钩板的图像帧； 步骤3、识别吊钩板上的二维码，计算检测到二维码个数n，判断二维码的个数n是否等于3，若n等于3，则进入步骤4，若n不等于3，则返回步骤2； 步骤4、判断二维码的关系是否满足几何约束； 若满足几何约束，则认为视觉测量有效，计算视觉摆角，设置修正标志位F等于1，将视觉摆角有效测量次数T增加1，置视觉连续失效次数H为0，进入步骤5，否则，认为视觉测量无效，设置修正标志位F等于0，将视觉连续失效次数H增加1，进入步骤6； 步骤5、判断视觉摆角有效测量次数T是否等于N，若等于N，则计算视觉标准差，同时将T重新置为0，否则返回步骤2； 步骤6、判断视觉连续失效次数H是否大于阈值，若大于则认为视觉测量系统发生故障发出告警信号通知工作人员进行停机检修，若未大于则进入步骤7； 步骤7、利用IMU测量摆角；计算IMU修正摆角； 其中，表示IMU传感器存在漂移，需要对IMU数据进行补偿的值； 步骤8、判断修正标志位F是否等于1，若F等于1认为视觉摆角有效则进入步骤9；若F等于0认为视觉摆角无效则进入步骤11； 步骤9、计算视觉摆角与IMU修正摆角的偏差，判断是否超出阈值，若未超出阈值则不重新修正，否则重新修正； 步骤10、将视觉摆角和IMU摆角按照以下策略进行融合，计算最终的摆角并进入步骤12： ； 其中IMU和视觉的置信度权重分别为和，计算如下： ； ； k为平衡系数； 步骤11、仅使用IMU修正摆角输出为最终摆角，并进入步骤12； 步骤12、起重机从启动至完成吊物搬运之间，重复步骤2－步骤11，直到起重机停止工作； 步骤1中计算IMU标准差： ； 其中，为IMU测量得到的摆角值，为真实摆角值，吊物静止时，N为摆角测量次数； 步骤4中，几何约束的计算过程如下： 检测第个二维码的中心在相机坐标系中的坐标； 计算相机测得的第个二维码和第个二维码中心之间的边长； 计算与真实边长的差值：； 二维码阵列实际测量的三个边长值与真实边长的差值小于设定的阈值，则满足几何约束，否则不满足几何约束； 视觉摆角的具体计算方法如下： A.通过相机获得在相机坐标系下的第i个二维码的坐标系，包含平移向量和旋转向量； B.计算三个二维码的平移向量均值，作为二维码阵列的中心坐标，得到二维码阵列在相机坐标系下的几何中心坐标； 几何中心p坐标计算如下： ； ； ； 最后p坐标为； C.将每个二维码的旋转向量转化为对应的旋转矩阵；由于三个二维码姿态满足约束，标示着三个二维码的姿态相同，为简化计算将所有旋转矩阵求均值并进行正交化得到，然后转换回旋转向量； 旋转向量的模长； 罗德里格斯公式将旋转向量转换为旋转矩阵： ； 其中：是3*3的单位矩阵，是旋转角，是旋转轴的单位向量，是由构成的反对称矩阵： ； 最后再对求均值并使用奇异值分解正交化得到； D.吊绳与吊钩板连接处记为点c，从p点出发，沿x轴负方向偏移，即到达点c，因此，可通过计算进而得到平移向量，通过三角函数计算视觉摆角： ； 步骤5中，视觉标准差计算如下： 对于每条边，计算标准差； ； 其中； 基于每条边的标准差，计算视觉标准差： ； 步骤9中， 当时，认为此时偏差在正常范围内，IMU摆角可信，无需修正，则不用更新IMU的修正角度； 当时，认为此刻IMU数据发生较大累积误差，则更新IMU的累积误差修正角，重新修正IMU摆角。

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