[发明专利]一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法

权利要求书

1.一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)相机同步采集多根拉索在同一视场的计算图；

(2)在初始计算图中选择各拉索的计算区域ROI，利用优化的EDLines直线特征检测算子进行直线特征检测；

(3)选取拉索，计算拉索各自位移以及不同拉索之间的相对位移；

(4)对位移进行FFT变换，提取拉索频率、剔除干扰频率；在拉索各自位移的FFT变换结果中的峰值对应的频率包括了拉索的基频以及相机扰动引入的杂频，在相对位移的FFT结果中消失的频率峰值属于杂频，依然保留下来的属于拉索的基频；

(5)计算拉索索力。

2.根据权利要求1所述的一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，步骤(2)中所述优化的EDLines直线特征检测算子，在EDLines原来算法的基础上增加了斜率筛选策略，具体步骤如下：

Step1:在采集到的计算图中框选计算区域ROI，选取拉索一侧边缘上的两个像素点的坐标(x₁,y₁)和(x₂,y₂)，计算由这两个像素点所确定的直线的倾斜角

作为后续的筛选阈值；

Step2:对ROI对应的灰度图像进行高斯滤波，抑制噪声，进而逐像素计算梯度幅值及其梯度方向，如下式所示：

每个特征点可以得到三个信息*((x,y)，m，θ)，其中*((位置)，尺度，方向)；基于Step1求得的角度筛选阈值θ_Th，进行方向一致性筛选；

Step3：提取具有最大梯度幅值的像素，记为锚点，将提取到的锚点依次链接起来，形成多条边缘线；采用最小二乘法将多条边缘线分割形成多条直线段，利用下式计算线段最短长度n：

式中：N表示图像的分辨率，P为参数值。

3.根据权利要求2所述的一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，所述方向一致性筛选令Step1中所确定的直线方向与像素梯度方向夹角处于一定的角度范围之内，将梯度方向不满足[θ_Th-0.196θ_Th+0.196]的像素点不纳入后续直线检测的计算对象。

4.根据权利要求1所述的一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，步骤(3)中，提取的拉索各自位移是拉索边缘特征在其法线方向的位移，计算公式如下：

其中，d^L和d^R是拉索左右边缘分别到ROI图像坐标系原点的距离，最终拉索在相邻时刻i-1和i之间发证的像素位移为d_i-d_i-1。

5.根据权利要求1所述的一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，步骤(3)中，选取的拉索尽可能靠近，且选择的计算区域ROI也尽可能靠近。

6.根据权利要求2所述的一种基于EDLines直线检测的索力实时测量方法，其特征在于，步骤(5)使用下面的频率法公式计算拉索索力：

其中，f_n表示第n阶频率，W表示拉索每米的质量，即线密度，L表示拉索长度，E表示拉索材料的弹性模量，I表示转动惯量。