[发明专利]一种钢丝绳横向振动测量的方法

说明书

本发明公开了一种钢丝绳横向振动测量的方法，包括如下步骤先设置图像采集系统，然后在背景屏上设定出高速摄像机拍摄区域的实际高度和实际宽度，通过计算机钢丝绳横向振动检测程序加载拍摄的图像，并在图像中选定一个区域M，并通过阈值对区域M进行二值化处理，进而计算得到钢丝绳形心在区域M内的像素坐标值，通过图像宽度与拍摄区域的实际宽度之间的比例尺，计算得出钢丝绳形心在背景屏内的实际位置坐标，进而得到钢丝绳的实际振动位移和相对应时刻得到钢丝横向振动时域波形。本发明减少了钢丝绳振动测量的准备工作，降低了成本，且方便、准确的对钢丝绳振动特性进行分析，据此制定减小或控制钢丝绳横向振动的方案。

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳横向振动测量的方法，特别是基于高速摄像机图像采集及计算机图像处理原理测定钢丝绳横向振动测量的方法。

背景技术

矿井提升机作为矿山运输的关键设备，承担着煤炭和矿石的提升、人员的升降、材料和设备的运送任务，是联系井下与地面的重要设备。钢丝绳作为提升系统的主要传动方式，其横向振动直接影响到提升过程的稳定性和钢丝绳的疲劳寿命，当钢丝绳横向振动位移过大时可能会与周围物体发生接触性干涉，严重威胁到提升过程的安全性。

研究钢丝绳横向振动特性对提高以钢丝绳为传动方式的系统的稳定性有重要意义，目前研究学者已经提出了多种数值计算方法来求解钢丝绳的振动问题，但却无法验证这些数值计算方法的正确性；申请号为201410577225.3的中国专利公开了一种轴向移动绳横向振动测系统的方法，该方法采用了将激光式位移传感器安装在移动绳的上方，并与移动绳同步运行，该专利的缺点是：具体实施难度大、且无法确定其运行过程中激光位移传感器自身是否振动，无进而无法保证测量的准确性；还有申请号为201510562399.7的中国专利，以光幕式激光位移传感器测量钢丝绳的横向振动，其若要检测钢丝绳较大位移(如提升机卷筒附近钢丝绳平行于卷筒轴线方向的位移)，就不得不增加激光传感器的数量，因此导致测量成本将大幅提升。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种基于高速摄像机图像采集及计算机图像处理原理测定钢丝绳横向振动测量的方法，采用本技术方案，其减少了钢丝绳振动测量的准备工作，降低了成本，且方便、准确的对钢丝绳振动特性进行分析，用于验证钢丝绳振动问题的数值计算方法或仿真分析的正确性，据此制定减小或控制钢丝绳横向振动的方案。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：一种钢丝绳横向振动测量的方法，具体包括以下步骤：

(a)、设置图像采集系统，图像采集系统由一部高速摄像机和背景屏组成，高速摄像机与背景屏相对设置，将钢丝绳竖直设置在高速摄像机与背景屏之间且与背景屏平行；

(b)、在背景屏上设定出高速摄像机拍摄区域的实际高度和实际宽度。

(c)、通过计算机钢丝绳横向振动检测程序加载高速摄像机拍摄出的图像，将图像宽度设为X轴，图像高度设定为Z轴，并在图像中选定出一个区域M；

(d)、以区域M的高度m像素和宽度n像素定义一个m×n的矩阵A，在计算机中开辟一个m×n矩阵A内存，通过自适应阈值分割算法设定全局阈值将区域M进行二值化处理，并得到区域M图像的01矩阵A；

(e)利用公式

得出钢丝绳形心在宽度X轴方向上区域M内的像素坐标值，式中i、j为矩阵A的行标和列标，a_(i,j)表示矩阵A中的元素；