[发明专利]一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测系统及方法

权利要求书

1.一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

第一步：采集绳系统中钢丝绳的图像和电磁数据，所述绳系统是指以钢丝绳为部件的提升、牵引和承载系统；

第二步：对图像数据进行预处理，通过迁移学习TL结合卷积神经网络CNN，构建WR-TLDCNN模型，利用该模型判断钢丝绳外形是否异常；若外形异常，分析异常类型并报警；若外形正常，进入下一步；

第三步：将yolov3模型的原主干网络改为MobileNet网络，构建WR-yolov3模型，将第二步预处理后的图像作为该网络模型的输入，对外形正常钢丝绳的图像进行分析，得到钢丝绳全绳的外部损伤类型和位置；

第四步：根据钢丝绳的电磁数据，检测出钢丝绳内部损伤类型和位置以及全绳各截面的有效截面积；查找全绳最大集中损伤处和最小横截面积，求出动态安全系数，进行状态安全评价，并划分危险等级和设定预警阈值；

根据式(1)～式(3)求出动态安全系数，进行融合与加权评价，得出钢丝绳的健康状况，并划分危险等级和设定预警阈值；

式中，N_max为全绳最大断丝数；N_i为第i个捻距内的断丝数；N_standard为规程规定的一个捻距内的断丝数；A_min为全绳最小剩余横截面积；A_i为第i个捻距内的剩余横截面积；A_standard为规程规定的剩余横截面积；m_amin为全绳动态安全系数；m_a为规程规定的安全系数；F_Ri为破断力；F_i为张力；n为全绳捻距数；

第五步：重复第一步至第四步，将每轮测量结果与前一轮进行对比，添加新增的损伤类型及位置信息，改变原有损伤的损伤程度，并结合划分的危险等级，对全绳危险程度进行更新并对超出预警阈值的损伤发出预警。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测方法，其特征在于：所述第五步中，在输出图像上将损伤用矩形框标记出，并标注其类别和置信度。

3.一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测系统，所述系统用于实现权利要求1或2所述方法，其特征在于：该系统包括沿钢丝绳的提升或牵引方向依次穿过钢丝绳布置的励磁器、图像采集装置、电磁检测器和张力检测传感器；所述励磁器、图像采集装置或电磁检测器固定在绳系统的机架上或者搭载在可移动的巡检装置上，且与钢丝绳不接触，所述张力检测传感器固定在钢丝绳上；所述图像采集装置、电磁检测器或张力检测传感器采集的数据通过无线传感网传输至上位机。

4.根据权利要求3所述的一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测系统，其特征在于：所述图像采集装置包括遮光箱、安装板、若干个相机、光源、L支架和安装架；所述安装板安装在遮光箱内底部，钢丝绳从安装板正中心垂直穿过；所述相机、光源分别通过安装架安装在L支架上，L支架安装在安装板上；所述安装架可移动，所述相机的物距和所述光源距钢丝绳的距离可调节；所述相机、光源呈一定角度均匀分布。

5.根据权利要求4所述的一种基于视觉-电磁检测的钢丝绳状态综合监测系统，其特征在于：在光源的安装位置处安装背景板。