[发明专利]一种船舶振动设备健康状态的成像检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种船舶振动设备健康状态的成像检测方法及系统。该方法包括步骤：在待检测对象的振动轴向的两侧布置至少两套三目视觉装置，每套三目视觉装置包括至少三个单目高速相机，每套三目视觉装置与数据处理器连接；对所有三目视觉装置中进行标定；利用三目视觉装置对待检测对象进行成像，分别为每套三目视觉装置选取观测振动点集合；进行三维重建，分别获取每套三目视觉装置采集的观测振动点集合的三维坐标集合；确定所有三目视觉装置的共同观测振动点集合以及共同观测振动点集合的三维坐标均值，根据三维坐标均值确定待检测对象的运行状态。本发明可以有效检测高频振动，并获得振动点的精细三维信息，实现对船舶大型振动设备的振动信息的检测。

技术领域

本发明属于设备检测技术领域，更具体地，涉及一种船舶振动设备健康状态的成像检测方法及系统。

背景技术

船舶大型机电设备的运行状态，直接关系到船舶工业系统的经济效益和安全稳定。为判断大型机电设备的运行健康状态，出现了一系列健康状态检测方法。对于振动设备，一类方法是通过在设备安装基脚放置振动传感器，通过测量振动设备基脚的振动信息，实现对大型设备健康状态的检测。放置振动传感器的方法，是一种接触式测量方法，且需要在设备基脚位置专门打孔安装，每个振动测量点都需要单独的振动传感器，并铺设信号电缆，当需采样多个振动点时，整个测量系统繁琐复杂，且难以对设备机身进行振动检测。而在实际应用中，由于空间与条件限制，不便于在设备机体或基脚布设安装孔，也需尽量减少多振动测点传感器的多电缆安装。

图像测量是一种非接触式测量方法，在相机镜头视野内，可同时捕捉测量多个振动点，可不局限于船舶振动设备的基脚位置。目前，已有较多的工作对大型结构体如钢梁、混凝土建筑，开展形变测量，也有通过直接图像测量，或干涉投影方法，对结构体振动情况进行测量。但这些图像振动测量，多得到的是二维信息，缺少振动位置的三维立体信息，且这些图像振动测量方法，多是对线或面的振动位移进行测量，缺乏同时对多个振动点的立体视觉测量。现有立体视觉测量，多指的是双目视觉测量，受制于双目相机间的有限基线间距，当距离对象一定距离时，在深度方向精度不高。

发明内容

针对现有技术的至少一个缺陷或改进需求，本发明提供了一种船舶振动设备健康状态的成像检测方法及系统，可以有效检测高频振动，并获得振动点的精细三维信息，实现对船舶大型振动设备的振动信息的检测。

为实现上述目的，按照本发明的第一方面，提供了一种船舶振动设备健康状态的成像检测方法，包括步骤：

在待检测对象的振动轴向的两侧布置至少两套三目视觉装置，每套三目视觉装置包括至少三个单目高速相机，每套三目视觉装置与数据处理器连接；

对所有三目视觉装置中进行标定，确定所有三目视觉装置中的每个单目高速相机的内部标定参数以及任意两个单目高速相机间的相对标定参数；

利用三目视觉装置对待检测对象进行成像，分别为每套三目视觉装置选取观测振动点集合，获取每套三目视觉装置采集的观测振动点集合的图像序列上；

根据内部标定参数、相对标定参数和图像序列，分别获取每套三目视觉装置采集的观测振动点集合的三维坐标集合；

根据三维坐标集合获取所有三目视觉装置的共同观测振动点集合以及共同观测振动点集合在每套三目视觉装置对应坐标系下的三维坐标集合，对共同观测振动点集合的多组三维坐标集合进行融合，获得共同观测振动点集合的融合三维坐标集合，根据融合三维坐标集合确定待检测对象的运行状态。

优选的，所述任意两个所述单目高速相机间的相对标定参数包括属于同一套三目视觉装置中的任意两个单目高速相机间的相互旋转矩阵和相互平移矩阵，以及分别属于不同套三目视觉装置的任意两个单目高速相机间的相互旋转矩阵和相互平移矩阵。

优选的，所述分别为每套三目视觉装置选取观测振动点集合采用方法一和方法二中的任意一种；