[發(fā)明專利]基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910619910.0
• 申請(qǐng)日: 2019-07-10
• 公開（公告）號(hào): CN110243300B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭京波;楊紹普;張海東;苗磊;馬增強(qiáng);牛江川;白云;劉建東;武薇
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 石家莊鐵道大學(xué)
• 主分類號(hào): G01B11/14
• 分類號(hào): G01B11/14
• 代理公司: 石家莊輕拓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 13128
• 代理人: 黃輝本

1.一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將多個(gè)數(shù)據(jù)采集設(shè)備安裝在推進(jìn)液壓缸之間的空隙處，固定于盾殼內(nèi)壁上，并將控制箱分別與數(shù)據(jù)采集設(shè)備和工業(yè)電腦連接；

(2)利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備的工業(yè)相機(jī)和測(cè)距傳感器分別采集管片端面圖像和管片端面到數(shù)據(jù)采集設(shè)備間的距離L；

(3)將L代入預(yù)制標(biāo)尺，得到當(dāng)前狀態(tài)下管片端面對(duì)應(yīng)的盾尾內(nèi)徑線L1所在位置；預(yù)制標(biāo)尺通過以下方式獲得：連續(xù)、同步采集c和L，獲取c與L之間的映射關(guān)系，得到c與L的函數(shù)關(guān)系式；

(4)對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理和特征提取，計(jì)算L1與管片榫外徑線L3之間的像素?cái)?shù)m和L3與管片榫內(nèi)徑線L4之間的像素?cái)?shù)n；

(5)已知：管片外徑線L2與L3之間的實(shí)際距離為固定值d，L3與L4之間的實(shí)際距離為固定值e，利用下列公式計(jì)算盾尾間隙c：

式中，c為盾尾間隙值，

d為L(zhǎng)2與L3之間的實(shí)際距離，

e為L(zhǎng)3與L4之間的實(shí)際距離，

m為L(zhǎng)1與L3之間的像素?cái)?shù)，

n為L(zhǎng)3與L4之間的像素?cái)?shù)；

還包括最小盾尾間隙及所在點(diǎn)位的計(jì)算，具體內(nèi)容如下：

1）以盾尾內(nèi)徑圓圓心O為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系，計(jì)算各測(cè)點(diǎn)平面坐標(biāo)；

2）根據(jù)各測(cè)點(diǎn)盾尾間隙值計(jì)算對(duì)應(yīng)到管片環(huán)外邊緣的坐標(biāo)，擬合管片環(huán)外邊緣橢圓；

3）求解管片環(huán)外邊緣橢圓與盾尾內(nèi)徑圓之間的最小盾尾間隙及所在點(diǎn)位。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量方法，其特征在于：步驟(4)中的預(yù)處理包括目標(biāo)區(qū)域截取、灰度處理、直方圖均衡化和中值濾波。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量方法，其特征在于：步驟(4)中的特征提取包括局部自適應(yīng)閾值分割、Canny邊緣檢測(cè)、Hough變換和管片榫提取。

4.一種基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、控制箱和工業(yè)電腦；所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備包括工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、測(cè)距傳感器、光源和封裝外殼，所述工業(yè)相機(jī)、工業(yè)鏡頭、測(cè)距傳感器、光源均安裝在封裝外殼內(nèi)，所述封裝外殼固定于盾殼內(nèi)壁上、且設(shè)置于推進(jìn)液壓缸之間的空隙處；所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備至少為5臺(tái)、且均勻布置；所述數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過控制箱與工業(yè)電腦相連；應(yīng)用權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量方法檢測(cè)得到盾尾間隙值。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于機(jī)器視覺技術(shù)的盾尾間隙測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述測(cè)距傳感器為激光傳感器或超聲波傳感器。