[发明专利]一种高空作业臂低频振动视觉检测装置及方法

说明书

本发明公开了一种高空作业臂低频振动视觉检测装置及方法，所述装置包括数据采集层、核心处理层以及通信接口层；数据采集层包括两个双模摄像头和一个视觉处理SOC；核心处理层包括：MCU、底座惯性测量模块、人机交互模块、欧拉影像放大模块以及深度神经网络训练模块；MCU与底座惯性测量模块通过SPI通信总线通信,MCU与人机交互模块通过RS485进行通信，深度神经网络训练模块与欧拉影像放大模块直接通过DMA在MCU内存进行数据交换；通信接口层用于装置提供数据传输的通信接口。本发明检测装置可直接作为第三方便携式振动检测仪器使用，方便设备维护人员对大型、高空装备的故障进行检测与分析。

技术领域

本发明涉及一种高空作业臂低频振动视觉检测装置及方法，属于工业智能装备的状态监测技术领域。

背景技术

高空作业臂高空作业装备，是将人员、工具、材料等升到高空作业平台，进行各种安装、检测、维修等作业的专用设备，其产品的可靠性与安全性是制约国产作业装备扩大应用范围和走向国际化的主要制约因素，时有因臂架弯曲过大而断裂、平台振动过大而坠落等重大安全事故发生。控制系统对于作业臂架的振动检测与整体弯曲度的监测水平急需大幅增加，以便于提升高空作业装备的自动控制能力。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供一种高空作业臂低频振动视觉检测装置及方法，既能够检测高空作业臂低频振动状态、估计臂架最大弯曲曲率，也可根据当前振动幅度与频率，结合臂架振动模型，预测臂架最大振动幅度，及时避免安全事故的发生。本发明检测装置可直接作为第三方便携式振动检测仪器使用，方便设备维护人员对大型、高空装备的故障进行检测与分析。

本发明的技术方案如下：

一种高空作业臂低频振动视觉检测装置，所述装置包括数据采集层、核心处理层以及通信接口层；

所述数据采集层包括两个双模摄像头和一个视觉处理SOC；所述视觉SOC通过广播网络绝对时间和相对时间，实现两个双模摄像头的视频数据分布式同步。所述视觉SOC内置图像预处理程序，能实现双树对偶复小波图像实时去噪与增强；

所述核心处理层包括：MCU、底座惯性测量模块、人机交互模块、欧拉影像放大模块以及深度神经网络训练模块；MCU与底座惯性测量模块通过SPI通信总线通信， MCU与人机交互模块通过RS485进行通信，所述深度神经网络训练模块与欧拉影像放大模块直接通过DMA在MCU内存进行数据交换；

所述底座惯性测量模块用于对本装置的本体振动惯性信息进行采集处理，处理后数据用于底座惯性消除，通过计算装置本体处的振动幅度与频率，消除高空作业臂最大振动幅度处由底座安装间隙造成的振动干扰，所述底座惯性测量模块的数据也用于深度神经网络训练模块训练模型；

所述人机交互模块用于提供按键输入，显示和音频输出功能，用于初始安装时的部分设置与显示工作；

所述欧拉影像放大模块利用数据采集层的图像预处理程序进行图像序列的微应变放大，提取微应变极值时的图像特征参量，并将特征参量传输至深度神经网络训练模型；

所述深度神经网络训练模块，以微应变极值图像特征参量为输入，相应的振动幅度与频率为输出，进行进化训练并通过欧拉影像放大处理模型的结果，估计当前高空作业臂的振动幅度与频率；

所述通信接口层用于装置提供数据传输的通信接口。

上述通信接口层包括TCP/IP模块、Powerlink模块以及CAN模块。

一种高空作业臂低频振动视觉检测方法，利用上述的装置，包括如下步骤：

（1）将两个双模摄像头进行编号，分为双模摄像头1和双模摄像头2，并根据高空作业车的底座安装位置，确定固定位置处与高空作业臂薄弱待测点之间的相对距离；