[发明专利]一种锚段吊弦状态检测装置及方法

权利要求书

1.一种锚段吊弦状态检测装置，其特征在于，包括安装于一字型外壳内的两个工业相机、两个线激光器和系统控制器，所述工业相机和线激光器均电性连接于系统控制器；所述工业相机安装于所述一字型外壳内的两端并成对角方式安装，两个线激光器位于所述一字型外壳的两端且在两个工业相机之间，且所述线激光器的光照射在待检测锚段吊弦上能够形成一亮光区域，两端的线激光器和亮光区域之间、两端的工业相机及亮光区域之间均呈现三角分布。

2.根据权利要求1所述的锚段吊弦状态检测装置，其特征在于，所述线激光器安装于电控云台上。

3.利用上述任一权利要求所述的锚段吊弦状态检测装置进行锚段吊弦状态检测的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1通过系统控制器控制线激光器启动，两端的线激光器的光照射在待检测锚段吊弦上形成一亮光区域，线激光器、工业相机及亮光区域呈现双三角分布，所述工业相机接收待检测锚段吊弦的反射光并形成图像，形成的图像传输至系统控制器；

S2系统控制器根据步骤S1中工业相机形成的图像，确定待检测锚段吊弦所在位置，生成触发信号，控制所述工业相机进行抓拍，抓拍到的图像传输至系统控制器；

S3系统控制器对步骤S2中抓拍到的图像进行二值化处理，通过帧间预测与跟踪技术完成锚段吊弦检测，得到锚段吊弦的图像；

S4系统控制器分析步骤S3中得到的锚段吊弦的图像的边缘梯度变化，确定锚段吊弦缺陷。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S2的具体过程为：

2.1)建立直角坐标系；

设定位于左端的工业相机K₁的安装角度为α₁，焦距f₁；右端的工业相机K₂的安装角度α₂，焦距f₂；工业相机K₁的中心线与其成像面交点，即其成像面的中心点为C₁；工业相机K₂的中心线与其成像面交点，即其成像面的中心点为C₂；两相机距离d，角Q₁-O₁-x₁的负轴角度为β₁，角Q₂-O₂-x₂的负轴角度为β₂；其中，Q₁为工业相机K₁的成像点，Q₂为工业相机K₂的成像点，O₁为工业相机K₁的中心线与X轴的交点，O₂为工业相机K₂的中心线与X轴的交点，x₁为工业相机K₁的中心线，x₂为工业相机K₂的中心线；

2.2)系统控制器通过机器视觉技术分析可得左端的工业相机的成像点Q₁在左端的工业相机的成像面中的位置，即Q₁到C₁所占的像素，设为R₁，根据系统运行前实际值的设定，通过和R₁对比，即可得到左端的工业相机的成像点Q₁到其成像面的中心点C₁的距离l₁，即l₁＝R₁×实际值/实际像素；同理，系统控制器通过机器视觉技术分析可得右端的工业相机的成像点Q₂在右端的工业相机的成像面中的位置，即Q₂到C₂所占的像素，设为R₂，根据系统运行前实际值的设定，通过和R₂对比，即可得到右端的工业相机的成像点R₂到其成像面的中心点C₂的距离l₂，即l₂＝R₂×实际值/实际像素；

2.3)由几何关系可知：

由三角形对顶角及角间关系可得：

γ₁＝α₁-β₁

γ₂＝α₂-β₂

从而计算出待检测锚段吊弦的位置的坐标值x、y值：

2.4)当x、y值为非零数值，系统控制器即生成触发信号，控制所述工业相机进行抓拍，抓拍到的图像传输至系统控制器。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤S3具体为：

3.1)根据锚段吊弦在抓拍到的图像中灰度分布不同，提取对象，以像素作为起始计数点，则t时刻锚段吊弦的中心位置为：

n₁和n₂分别为左端的工业相机和右端的工业相机所拍摄到的目标图像的范围；

3.2)计算得到待检测锚段吊弦的宽度：d＝n₁-n₂；

3.3)获得锚段吊弦实际值ΔN(t)：

ΔN(t)＝N(t)-N(t-1)。