[发明专利]一种电梯导轨质量多参数检测方法

权利要求书

1.一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

A，确定电梯导轨两侧相机分别与反光板距离S1、S2，调节相机焦距得到清晰图像；

B，对电梯导轨两侧相机的参数分别进行标定得到相机的内部参数、外部参数、径向畸变参数；

C，启动控制器，控制电梯导轨两侧相机分别对激光点投射在反光板上的图像进行采集；

D，采集到的图像信息直接由控制器进行图像处理，得到激光点中心的像素坐标(u,v)；

E，采集电梯导轨爬行机器人攀爬运行过程中的一系列图像，进行步骤D得到连续变化的像素坐标(Ui,Vi)，i为图像帧数的编号；

F，对电梯导轨两侧相机处理所得到的像素坐标(Ui,Vi)进行处理得到导轨的导轨间距、垂直度、共面性参数信息；具体步骤如下：

F1,设对左侧相机采集的图像信息经过步骤E得到的像素坐标为(ui,vi)；对右侧相机采集的图像信息经过步骤E得到的像素坐标为(mi,ni)；

F2,旋转编码器获取当前电梯导轨爬行机器人所处位置；

F3,获取需检测位置的时间ti；

F4,由时间对像素坐标数据进行筛选，得到与位置相匹配的(ui,vi)、(mi,ni)值；

F5,对F4中得到激光点中心在图像中的像素坐标(ui,vi)、(mi,ni)进行处理得到与之所对应的激光点在反光板上的位置坐标(Xw,Yw),两者关系式为：

其中：s为相机与反光板中心之间的距离，(u,v)为图像中激光点中心的像素坐标；(Xw,Yw)为激光点在反光板上的位置坐标，1/dx、1/dy表示在图像X、Y轴上单位距离中像素的个数，f为相机的有效焦距；

F6,由不同帧图像中激光点中心像素坐标(u,v)相对于初始状态的偏差(Δu，Δv)进行上述步骤F5，得到激光点在反光板上位置的变化量(ΔX,ΔY)，由两侧导轨对应的变化量，可得到导轨间距、垂直度、共面性参数；

G，将参数信息进行汇总并生成报表。

2.根据权利要求1所述的一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，所述步骤D中，图像处理的具体步骤如下：

D1,使用ROI算法对图像进行分割，提取激光点附近区域图像；

D2,利用畸变系数对分割后包含激光点的图像进行畸变校正；

D3,对D2获得的图像进行阈值、滤波处理；

D4,对连通域的轮廓进行检测得到激光光斑的边缘；

D5,由圆拟合得到激光光斑的中心坐标(u,v)。

3.根据权利要求1所述的一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，所述步骤F6中，由同一位置时两侧激光点位置在X轴方向上相对于初始坐标的偏移量ΔX_u、ΔX_m，得到电梯导轨在该位置的间距为(ΔX_u+ΔX_m+l₀)，l₀为初始时电梯两侧导轨间距；

由对不同位置，两侧激光点位置在X轴方向上分别相对于初始坐标的偏移量ΔX_i，连续反映出两侧电梯导轨在不同位置的垂直度变化；

其中对不同帧图像对应的激光点位置在Y轴方向上相对于初始坐标的偏移量ΔY_i，ΔY_i＝ΔY_u+ΔY_m，显示出电梯导轨的共面性变化。

4.根据权利要求1所述的一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，所述电梯导轨爬行机器人紧贴电梯两个轨道并沿导轨爬行；所述反光板和相机共有两组，分别固定在电梯导轨爬行机器人左右两侧所设计的支撑装置上，相机镜头朝向反光板，保证其与反光板之间角度位置相对固定且成像清晰，两个独立的铅垂激光器固定在地面上，产生竖直向上的激光分别射向反光板的中心附近位置。

5.根据权利要求1所述的一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，所述电梯导轨爬行机器人上设置有中控箱，所述中控箱将控制器、电源、驱动器、传感器集中在一起；所述电梯导轨爬行机器人实现开环与闭环控制，保证机器人自主在电梯导轨上进行平稳攀爬检测。

6.根据权利要求1所述的一种电梯导轨质量多参数检测方法，其特征在于，所述相机采用分辨率为1920*1080的USB高清摄像头，直接连接到控制系统的处理器，处理器采用基于linux的单片机电脑树莓派(Raspberry Pi)4B，较快完成图像处理和数据处理。