[發明專利]一種基于圖像處理的螺栓松動檢測方法

有效

• 申請號: 201810232911.5
• 申請日: 2018-03-21
• 公開（公告）號: CN108469336B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 李文軍;張明海;嚴云福
• 申請（專利權）人: 上海振華重工(集團)股份有限公司
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01B11/26
• 代理公司: 31254 上海集信知識產權代理有限公司
• 代理人: 吳明華

本發明公開了一種基于圖像處理的螺栓松動檢測方法，包括以下步驟：在擰緊的螺栓上，安裝方向標記物；將被檢測螺栓附近相對固定的結構邊緣線作為參考線；將攝像頭對準螺栓、方向標記物及參考線；攝取螺栓擰緊狀態的第一次圖像；通過計算機對攝取的第一次圖像進行處理，識別出螺栓中心點、方向標記結構、參考線，再識別出標記角點，接著作出垂線，從螺栓中心點作出射線，從垂線以零度開始沿逆時針方向計算出射線相對于垂線的夾角；反復重復上述步驟得出第n次的夾角；將每次得出的夾角與第一次夾角比較，偏差較大時，將檢測出松動的螺栓擰緊。本發明能在設備長期服役過程中持續獲取螺栓方向，實現長期對螺栓松動的在線快速檢測。

技術領域

本發明涉及緊固件松動檢測技術，更具體地說，涉及一種基于圖像處理的螺栓松動檢測方法。

背景技術

螺栓是被廣泛應用于鐵路、車輛、橋梁、工程設備等領域的常用緊固件，在使用過程中由于受振動、腐蝕和沖擊等因素的影響，很容易引起螺紋式緊固件的松動、變形、斷裂或脫落，從而引起設備故障，甚至重大事故。所以，對螺栓的松動檢查一直是工程設備檢查維護的重要項目。

在國內外已經公開的檢測技術中，相對較為突出的方法有：振動信號分析方法和圖像識別方法。在振動信號分析方法中，一類是需要使用敲擊錘不停地敲擊被固定結構，同時采集并分析余振信號，但敲擊錘機構研制復雜且檢測時限制了檢測速度，另外一類是探索采用ODS(Operational Deflection Shape)數學模型分析車輪經過某區間的振動信號，人工觀察篩選出ODS值的異常情況來識別松動區間，但此方法未能實現在線快速診斷的目的。

現有的圖像識別方法，是需要在螺栓連接處的轉動部分和非轉動部分上標記符號，但在設備長期服役后，標記符號會脫落或被污垢覆蓋，導致無法進行圖像判斷，因而現有的圖像識別方法難以滿足實際需求。

發明內容

針對現有技術中存在的上述缺陷，本發明的目的是提供一種基于圖像處理的螺栓松動檢測方法，能在設備長期服役過程中持續獲取螺栓方向，實現長期對螺栓松動的在線快速檢測。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種基于圖像處理的螺栓松動檢測方法，包括以下步驟：

1)在擰緊的螺栓上，安裝方向標記物；

2)將被檢測螺栓附近相對固定的結構邊緣線作為參考線；

3)啟動攝像終端；

4)將攝像頭對準螺栓、方向標記物及參考線；

5)攝取螺栓擰緊狀態的第一次圖像；

6)通過計算機對攝取的第一次圖像進行處理，識別出螺栓中心點、方向標記結構、參考線，再識別出方向標記結構對應的螺栓的標記角點，接著從螺栓中心點向參考線作出一條垂線，從螺栓中心點出發經過螺栓的標記角點作出射線，從垂線以零度開始沿逆時針方向計算出射線相對于垂線的夾角α₀；

7)將攝像頭再次對準螺栓、方向標記物及參考線；

8)再次攝取螺栓擰緊狀態的第二次圖像；

9)通過計算機對攝取的第二次圖像進行處理，識別出螺栓中心點、方向標記結構、參考線，再識別出方向標記結構對應的螺栓的標記角點，接著從螺栓中心點向參考線作出一條垂線，從螺栓中心點出發經過螺栓的標記角點作出射線，從垂線以零度開始沿逆時針方向計算出射線相對于垂線的夾角α₁；

10)計算機中設置角度偏差閥值β，計算角度偏差Δα＝|α₁-α₀|，比較角度偏差Δα和角度偏差閥值β，若Δα＜β，則返回步驟8)，繼續攝取第n次圖像，若Δα≥β，則檢測出螺栓松動；

11)將檢測出松動的螺栓擰緊。