[发明专利]一种强抖动下基于形态学滤波的钢丝绳断丝检测方法

权利要求书

1.一种强抖动下基于形态学滤波的钢丝绳断丝检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、采集漏磁信号；

使用拥有K路霍尔矩阵的检测装置扫描待测钢丝绳表面，得到K路漏磁信号，其中，第n₀路漏磁信号记为X₀(m₀,n₀)，m₀表示第m₀个采样点，n₀表示第n₀个传感器；

(2)、对每一路漏磁信号进行去趋势处理；

(2.1)、利用卡尔曼滤波器对漏磁信号X₀(m₀,n₀)进行滤波处理，得到估计的漏磁信号

(2.2)、将漏磁信号X₀(m₀,n₀)减去滤波后的漏磁信号得到去趋势后的漏磁信号X₁(m₀,n₀)；

(3)、消除每一路漏磁信号的股波噪声；

(3.1)、使用M点线性插值的方法对漏磁信号X₁(m₀,n₀)进行线性插值，得到漏磁信号X₂(m₀,n₀)；

X₂(m,n)＝Interpolation(X₁(m₀,n₀),M)

其中，Interpolation(·)表示线性插值，m,n分别表示插值后的采样点数和传感器个数；

(3.2)、利用符号分离器将漏磁信号X₂(m,n)分成正漏磁信号X⁺(m,n)和负漏磁信号X^-(m,n)；

(3.3)、消除股波噪声；

使用“竖直直线”结构元素分别对正漏磁信号X⁺(m,n)和负漏磁信号X^-(m,n)进行闭运算；

在闭运算过程中，先对X^±(m,n)进行膨胀处理：

其中，SE_Line表示“竖直直线”结构元素，(SE_Line)_mn表示在点(m,n)处取结构元素的中心；

接着对进行腐蚀处理：

通过对正/负漏磁信号X^±(m,n)进行闭运算处理，得到了消除股波噪声的正/负信号

(4)、消除正/负漏磁信号的抖动；

(4.1)、使用“竖直直线”结构元素分别对正/负漏磁信号进行开运算处理；

在开运算过程中，先对进行腐蚀处理：

其中，SE_Line表示“竖直直线”结构元素，(SE_Line)_mn表示在点(m,n)处取结构元素的中心；

接着对进行膨胀处理：

通过对正/负漏磁信号X^±(m,n)进行开运算处理，识别出部分抖动噪声

(4.2)、对正/负信号进行白帽操作，得到消除部分抖动噪声的正/负漏磁信号

(4.3)、使用“方块”结构元素分别对正/负漏磁信号进行开运算处理；

在开运算过程中，先对进行腐蚀处理：

其中，SE_Square表示“方块”结构元素，(SE_Square)_mn表示在点(m,n)处取结构元素的中心；

接着对进行膨胀处理：

通过对正/负漏磁信号进行闭运算处理，得到了消除抖动的正/负漏磁信号

(5)、待待测钢丝绳的断丝可视化处理；

(5.1)、对正/负漏磁信号进行希尔伯特变换，得到漏磁信号

其中，Hilbert(·)表示希尔伯特变换；

(5.2)、调整漏磁信号的图像尺寸，恢复到原输入信号的尺寸；

其中，Resize{·}表示图像尺寸调整；

(5.3)、对漏磁信号进行二值化处理，得到二值图

其中，Threshold为钢丝绳断丝检测阈值；

在二值化图像中，如果某一像素点(m₀,n₀)的像素值大于等于Threshold，则认为对应钢丝断裂，最后，统计像素值大于等于Threshold的个数，进而获取到钢丝绳断丝数量。