[發明專利]一種基于移動終端與圖像處理的振動監測方法和裝置

在審

• 申請號: 202210544482.1
• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114862809A
• 公開（公告）日: 2022-08-05
• 發明（設計）人: 王天宇;蘇燁;張江豐;鄭可軻;丁俊宏;華麗云;張新勝;蔡鈞宇;陳巍文;蔡萍萍
• 申請（專利權）人: 杭州意能電力技術有限公司;國網浙江省電力有限公司電力科學研究院
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T3/60;G06T5/00;G06T7/246;G06T7/73;G06V10/74;G01H9/00
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 許守金;張建青

1.一種基于移動終端與圖像處理的振動監測方法，其特征在于，

包括以下步驟：

步驟1：獲取基于移動終端拍攝的旋轉部件的若干圖像；

所述圖像，用于記錄旋轉部件在不同時刻的位姿狀態；

步驟2：對步驟1中的若干圖像進行篩選；

所述篩選過程如下：

選擇若干圖像中的一張圖像作為模板圖像，

選擇除模板圖像之外的一張或多張圖像，作為待測圖像；

步驟3：構建圖像相似度及頻譜校正模型；

所述圖像相似度及頻譜校正模型，利用歸一化互相關系數和能量重心校正方法，預估步驟2中的待測圖像和模板圖像之間的旋轉角度；

步驟4：根據步驟3計算的旋轉角度，將待測圖像旋轉復位，形成復位圖像；

步驟5：構建非線性擴散濾波模型，對步驟4中的復位圖像以及步驟2中的模板圖像進行濾波，得到非線性尺度空間；

之后在非線性尺度空間提取復位圖像及模板圖像的特征點，并對提取的特征點，根據其尺度、方向信息，生成特征點描述符；

步驟6：根據步驟5中的特征描述符，以漢明距離為基準，對待測圖像和模板圖像中的特征點進行對應匹配，并對匹配成功的特征點對進行數據擬合，求得待測圖像相對于模板圖像的位置變化；

步驟7：根據圖像像素與實際位移之間的標定系數，將步驟6中的位置變化轉化為旋轉部件的實際振動位移，實現旋轉部件的振動監測。

2.如權利要求1所述的一種基于移動終端與圖像處理的振動監測方法，

其特征在于，

所述步驟1中，圖像獲取的方法如下：

利用移動終端的攝像頭拍攝旋轉部件在不同工作狀態下的振動視頻，并將其存儲到數據存儲模塊，之后對振動視頻進行處理，得到若干圖像；

拍攝過程中，攝像頭的拍攝幀率保持不變，攝像頭的光軸垂直于旋轉部件的橫截面；所述旋轉部件為發動機轉軸或電機轉子或汽輪機葉片。

3.如權利要求1所述的一種基于移動終端與圖像處理的振動監測方法，

其特征在于，

所述步驟3中，圖像相似度及頻譜校正模型的構建方法如下：

S31：采用歸一化互相關算法計算待測圖像中每一張圖像與模板圖像的歸一化互相關系數，將待測圖像轉化為表征圖像相似度的一維信號S(k)；

所述歸一化互相關系數的計算公式如下：

其中，f(x_i,y_j)為模板圖像，g(x′_i,y′_j)為待測圖像，m×n為分辨率；

S32：采用能量重心校正方法對S31中的表征圖像相似度的一維信號S(k)，進行頻譜校正，提取高精度的旋轉頻率f；

校正后旋轉頻率f的計算公式如下：

式中，G_i為表征圖像相似度的一維信號S(k)功率譜第i條峰值譜線的幅值，

k為幅值最大點對應的譜線號，

N為相似度信號的長度，

f_s為攝像頭的采樣頻率；

S33：根據S32中的旋轉頻率f與待測圖像的采集時刻T的關系，求得待測圖像相對于模板圖像的旋轉角度，所述旋轉角度的計算公式如下：

θ＝f×T×360°。