[發(fā)明專利]一種鋼絲繩捻距實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910298020.4
• 申請(qǐng)日: 2019-04-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN110017777A
• 公開(kāi)（公告）日: 2019-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 焦少妮;寇子明;吳娟;金書(shū)奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 太原理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G06T7/60
• 代理公司: 太原倍智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 14111
• 代理人: 戎文華

一種鋼絲繩捻距實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估方法，所述捻距檢測(cè)系統(tǒng)是高清攝像機(jī)同時(shí)連接有圖像存儲(chǔ)器和圖像處理器，其圖像存儲(chǔ)器連接有圖像處理器，并同時(shí)連接有數(shù)據(jù)顯示設(shè)備及反饋報(bào)警，當(dāng)上位機(jī)檢測(cè)到捻距評(píng)估值波形圖像發(fā)生明顯變化即時(shí)觸發(fā)報(bào)警，本發(fā)明基于圖像處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鋼絲繩捻距評(píng)估，自動(dòng)化程度及檢測(cè)精度高，直接對(duì)使用過(guò)程中的鋼絲繩表面狀況和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，實(shí)現(xiàn)了對(duì)鋼絲繩安全使用隱患的排查。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種鋼絲繩捻距檢測(cè)系統(tǒng)，尤其是一種基于圖像識(shí)別的鋼絲繩捻距測(cè)量系統(tǒng)。

背景技術(shù)

捻距是在捻股或合繩時(shí)，鋼絲繩圍繞股芯或繩股圍繞繩芯旋轉(zhuǎn)一周的起止點(diǎn)間的直線距離，在鋼絲繩的生產(chǎn)過(guò)程中，捻距是鋼絲繩的一項(xiàng)主要工藝指標(biāo)和檢驗(yàn)指標(biāo)，鋼絲繩中股的捻距不均勻，會(huì)造成鋼絲繩在使用時(shí)各股的受力不均勻，造成鋼絲繩提前報(bào)廢，在鋼絲繩長(zhǎng)期提升重物的過(guò)程中，磨損、斷絲等表面缺陷和鋼絲繩扭轉(zhuǎn)等會(huì)引起捻距沿鋼絲繩長(zhǎng)度方向的變化，隨著扭轉(zhuǎn)載荷增大和運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，鋼絲繩局部捻距會(huì)發(fā)生變化，因此表面缺陷和扭轉(zhuǎn)常常是造成鋼絲繩損壞的主要原因，利用圖像識(shí)別方法對(duì)鋼絲繩捻距進(jìn)行測(cè)量有助于評(píng)估鋼絲繩的表面狀況和扭轉(zhuǎn)狀態(tài)，從而提高鋼絲繩的安全使用性能。

傳統(tǒng)的鋼絲繩捻距測(cè)量主要有以下兩種：一是手工剪取定長(zhǎng)尺寸的鋼絲繩，手動(dòng)將其反轉(zhuǎn)計(jì)算纏繞圈數(shù)，根據(jù)圈數(shù)進(jìn)行計(jì)算得出捻距值；二是將鋼絲繩中的面絲拆去，并將鋼絲繩的紋理拓在白紙上，所述紋理包括陰影部分的復(fù)寫(xiě)區(qū)和空白部分的空白區(qū)，測(cè)量復(fù)寫(xiě)區(qū)長(zhǎng)度和空白區(qū)長(zhǎng)度，兩者的和即為捻距長(zhǎng)度。

以上兩種檢測(cè)主要通過(guò)人手工去完成，需消耗大量的人力物力，檢測(cè)精度偏低，未能實(shí)現(xiàn)在鋼絲繩提升過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼絲繩捻距變化的目的，目前雖然在鋼絲繩檢測(cè)中出現(xiàn)了超聲波檢測(cè)法、滲透檢測(cè)法、渦流檢測(cè)法、電磁檢測(cè)法等，但這些檢測(cè)方法都只應(yīng)用到了鋼絲繩表面缺陷的檢測(cè)，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)鋼絲繩捻距測(cè)量。

近幾年，隨著攝像機(jī)制作工藝的日趨完善，圖像識(shí)別技術(shù)解決了工業(yè)生產(chǎn)、地形勘測(cè)等領(lǐng)域的諸多問(wèn)題，因此圖像識(shí)別技術(shù)在鋼絲繩捻距測(cè)量上也會(huì)有一定的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有鋼絲繩檢測(cè)的不足，提供一種鋼絲繩捻距實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估方法，以實(shí)現(xiàn)非接觸式實(shí)時(shí)檢測(cè)鋼絲繩的捻距，并通過(guò)檢測(cè)鋼絲繩捻距及其捻距變化，判斷鋼絲繩質(zhì)量和鋼絲繩在提升重物時(shí)扭轉(zhuǎn)載荷的分布變化狀況。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案。

一種鋼絲繩捻距實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估方法，其特征在于：所述鋼絲繩捻距實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)檢測(cè)評(píng)估方法是按下列步驟進(jìn)行的：

（1）圖像采集

所述圖像采集是采用高清攝像機(jī)及其直線光照燈直接拍攝工作狀態(tài)下的鋼絲繩表面，并將拍攝圖片通過(guò)數(shù)據(jù)線同時(shí)發(fā)送給圖像存儲(chǔ)器和圖像處理器；

（2）圖像存儲(chǔ)

所述圖像存儲(chǔ)是一可編程圖像存儲(chǔ)器，接收來(lái)自高清攝像機(jī)拍攝圖片，并進(jìn)行快速編號(hào)存儲(chǔ)，然后按編碼次序逐一將圖片通過(guò)數(shù)據(jù)線發(fā)送給圖像處理及數(shù)據(jù)顯示；

（3）圖像處理

所述圖像處理是一包含Matlab編寫(xiě)的圖像識(shí)別程序的圖像處理器，接收來(lái)自圖像存儲(chǔ)器的拍攝圖片，圖片處理方法如下：

第一是灰度轉(zhuǎn)化：將拍攝圖片進(jìn)行灰度轉(zhuǎn)換，改善圖像畫(huà)質(zhì)；

第二是濾波處理：對(duì)灰度圖像進(jìn)行高斯濾波操作，去除圖像中各像素噪點(diǎn)，

第三是提取邊緣：利用Sobel算子對(duì)圖像中的所有豎直邊緣進(jìn)行提取；

第四是圖像閾值操作：確定圖像中每個(gè)像素點(diǎn)應(yīng)屬于目標(biāo)區(qū)域還是背景區(qū)域，從而產(chǎn)生相應(yīng)的二值圖像；

第五是圖像形態(tài)運(yùn)算：刪除豎直邊緣間的空白區(qū)域，連通邊緣區(qū)域，獲得一鋼絲繩位置區(qū)域；