鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置與方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋼絲繩安裝扭轉(zhuǎn)辨識技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種大型通航設(shè)施中大徑鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置與方法。
【背景技術(shù)】
[0002]大直徑長鋼絲繩在大型通航設(shè)施中較為常見，鋼絲繩出廠回旋力大，安裝過程中無法避免自由回旋造成的扭轉(zhuǎn)，鋼絲繩扭轉(zhuǎn)會造成一定程度的松股，無法達(dá)到設(shè)計和出廠驗收的受力狀態(tài)，對鋼絲繩壽命和安全造成影響。因此，鋼絲繩安裝完畢，必須設(shè)法將鋼絲繩加力扭轉(zhuǎn)至出廠狀態(tài)，鋼絲繩出廠預(yù)拉伸后沿長度方向有一條顏色突出的全程標(biāo)記線。扭轉(zhuǎn)前要做的一項工作是必須準(zhǔn)確辨識鋼絲繩的扭轉(zhuǎn)圈數(shù)，實(shí)際安裝時有使用高清攝像機(jī)錄像查看和人工爬軟梯查看。由于升船機(jī)高差太大和船廂室寬度受限，使用高清攝像機(jī)會造成變焦過大，容易跑焦，且仰角過大無法準(zhǔn)確定位;人工爬軟梯方式安全風(fēng)險高，且工作量大，邊爬邊查看對人員身體和技術(shù)要求高，效率極低。需要一種能夠以適當(dāng)?shù)拇钶d平臺直觀而準(zhǔn)確辨識鋼絲繩扭轉(zhuǎn)圈數(shù)的裝置。
[0003]光學(xué)辨識方案具有直觀準(zhǔn)確，所見即所得的先天優(yōu)勢。鋼絲繩屬于圓柱類對象，為獲得圓柱面各角度的圖像，最常用的方法是使用多個相機(jī)呈不同角度布置組成系統(tǒng)，讓檢視對象所有側(cè)景都處于檢測視野內(nèi)。多相機(jī)系統(tǒng)除增加成本外，會導(dǎo)致系統(tǒng)負(fù)荷過大，影響檢測速度，空間要求高，線陣傳感器的寬度要求更大的放大倍率，更強(qiáng)的光源，且會減小景深。另外，施工鋼絲繩多處于野外特殊環(huán)境，多相機(jī)難以實(shí)現(xiàn)多幅圖像的同步。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置與方法，用于解決多相機(jī)難以實(shí)現(xiàn)多幅圖像同步進(jìn)行檢測的技術(shù)問題。
[0005]考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，根據(jù)本發(fā)明公開的一個方面，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0006]—種鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置，它包括載物裝置、反射鏡系統(tǒng)、成像及處理系統(tǒng)，待檢測的鋼絲繩貫穿所述載物裝置，所述反射鏡系統(tǒng)設(shè)置于所述載物裝置上并位于所述鋼絲繩四周，所述成像及處理系統(tǒng)包括鏡頭、成像相機(jī)、圖像傳輸模塊、遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊，所述鏡頭安裝在所述成像相機(jī)上，所述反射鏡系統(tǒng)上的所述鋼絲繩的圖像反射至所述鏡頭內(nèi)，所述載物裝置上設(shè)置有光機(jī)接口，所述成像相機(jī)與所述光機(jī)接口連接，所述成像相機(jī)內(nèi)的圖像通過所述圖像傳輸模塊傳輸給所述遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊。
[0007]為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，進(jìn)一步的技術(shù)方案是:
[0008]根據(jù)本發(fā)明的一個實(shí)施方案，所述載物裝置包括環(huán)狀支承座和旋轉(zhuǎn)臺，所述旋轉(zhuǎn)臺用于安裝在升降搭載平臺上，所述環(huán)狀支承座安裝在所述旋轉(zhuǎn)臺上，所述光機(jī)接口設(shè)置在所述環(huán)狀支承座上，所述環(huán)狀支承座上設(shè)置一用于卡入鋼絲繩的缺口。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述環(huán)狀支承座的環(huán)形內(nèi)側(cè)設(shè)置有容納所述反射鏡系統(tǒng)的凹槽。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述環(huán)狀支承座內(nèi)設(shè)置有環(huán)形光源。
[0011 ]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述環(huán)狀支承座上設(shè)置有定位銷孔，該定位銷孔與光機(jī)接口上的銷軸配合。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述旋轉(zhuǎn)臺上設(shè)置有角度定位裝置。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊采用上位機(jī)。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述鏡頭采用遠(yuǎn)心鏡頭。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的另一個實(shí)施方案，所述反射鏡系統(tǒng)包括第一組反射光學(xué)鏡片、第二組反射光學(xué)鏡片和第三組反射光學(xué)鏡片，所述第一組反射光學(xué)鏡片位于所述鋼絲繩一側(cè)，所述第一組反射光學(xué)鏡片為兩面反射光學(xué)鏡片，且所述第一組反射光學(xué)鏡片的兩面反射光學(xué)鏡片以所述鋼絲繩所在的豎直平面對稱;所述第二組反射光學(xué)鏡片位于所述鋼絲繩的相對另一側(cè)，所述第二組反射光學(xué)鏡片包含兩面反射光學(xué)鏡片，且所述第二組反射光學(xué)鏡片的兩面反射光學(xué)鏡片也以所述鋼絲繩所在的豎直平面對稱;所述第三組反射光學(xué)鏡片位于所述相對另一側(cè)，所述第三組反射光學(xué)鏡片也包含兩面反射光學(xué)鏡片，且所述第三組反射光學(xué)鏡片的兩面反射光學(xué)鏡片也以所述鋼絲繩所在的豎直平面對稱;所述第三組反射光學(xué)鏡片位于所述第二組反射光學(xué)鏡片的兩面反射光學(xué)鏡片的內(nèi)側(cè);所述鏡頭的中心正對所述鋼絲繩;所述第一組反射光學(xué)鏡片將背對鏡頭的鋼絲繩兩個面經(jīng)過一次反射進(jìn)鏡頭視野，第二組反射光學(xué)鏡片和第三組反射光學(xué)鏡片將面對鏡頭的兩個面經(jīng)過兩次反射進(jìn)鏡頭視野，所述第一組反射光學(xué)鏡片、第二組反射光學(xué)鏡片和第三組反射光學(xué)鏡片形成的光路覆蓋鋼絲繩圓柱面。
[0016]本發(fā)明還可以是:
[0017]一種鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識方法，它包括:
[0018]0定義圖像1:鋼絲繩四個側(cè)景區(qū)域依次為？1、？2、？3和?4，？1至?4頭尾相接為相鄰區(qū)域，標(biāo)記線區(qū)域為N;
[0019]? )對圖像I進(jìn)行降噪、二值化、區(qū)域分割處理，分割出Ρ1，Ρ2，Ρ3和Ρ4;
[0020]m)對Pl，Ρ2，Ρ3和Ρ4分別進(jìn)行二值化、區(qū)域分割、區(qū)域分析，分離出標(biāo)記線區(qū)域N;
[0021]iv)第一種情況:Pl、Ρ2、Ρ3和Ρ4中僅有一個側(cè)影區(qū)域中出現(xiàn)N，記下區(qū)域編號續(xù)監(jiān)視，如果全程圖像中，N始終在Ρχ，則判斷鋼絲繩未發(fā)生扭轉(zhuǎn);如果全程圖像中圖像在Px中持續(xù)出現(xiàn)至持續(xù)消失循環(huán)次數(shù)為m，全程最后一張圖像中N停留在Pz中，則扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為m+(z_x)/4，其中z-x右旋為正，左旋為負(fù)；
[0022]第二種情況:P1、P2、P3和P4中有兩個相鄰側(cè)影區(qū)域中出現(xiàn)N，記下區(qū)域編號Px、Py，全程圖像中此種狀態(tài)出現(xiàn)次數(shù)為m，全程最后一張圖像中N停留在Pz中，則扭轉(zhuǎn)圈數(shù)為m+(z-x)/4，其中z-x右旋為正，左旋為負(fù)；
[0023]第三種情況:如果Pl、P2、P3和P4中均未出現(xiàn)或出現(xiàn)兩個以上N，判斷為設(shè)備故障，
調(diào)試?yán)^續(xù)。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果之一是:
[0025]本發(fā)明的一種鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置與方法，采用一個鏡頭和內(nèi)部多視角多反射鏡系統(tǒng)方案，以合適的角度布置形成獨(dú)特的光學(xué)路徑，只使用一個相機(jī)，在一幅圖面上直接獲得鋼絲繩柱面的所有側(cè)景;具有成本小，布置空間小，系統(tǒng)負(fù)荷小，遠(yuǎn)心鏡頭保證所有成像面具有一致的放大倍數(shù)和視角，一幅圖面獲得所有側(cè)景，有效克服了多相機(jī)多幅圖同步難的技術(shù)問題，所見即所得，自動辨識，直觀準(zhǔn)確。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚的說明本申請文件實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)的描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅是對本申請文件中一些實(shí)施例的參考，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的情況下，還可以根據(jù)這些附圖得到其它的附圖。
[0027]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明另一個實(shí)施例的鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的反射鏡系統(tǒng)光路示意圖。
[0030]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一個實(shí)施例的圖像獲取及處理流程示意圖。
[0031 ]其中，附圖中的附圖標(biāo)記所對應(yīng)的名稱為:
[0032]I —環(huán)狀支承座，3 —銷軸，4一成像相機(jī)，5—旋轉(zhuǎn)臺，6—光機(jī)接口，7—相機(jī)承載定位板，8—鋼絲繩，9 一第一組反射光學(xué)鏡片，10—第二組反射光學(xué)鏡片，11 一第三組反射光學(xué)鏡片，12—環(huán)形光源，13 —鏡頭，17—缺口，18 —凹槽。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。
[0034]如圖1?圖3所示，一種鋼絲繩扭轉(zhuǎn)光學(xué)辨識裝置，它包括載物裝置、反射鏡系統(tǒng)、成像及處理系統(tǒng)，待檢測的鋼絲繩8貫穿所述載物裝置，所述反射鏡系統(tǒng)設(shè)置于所述載物裝置上并位于所述鋼絲繩8四周，所述成像及處理系統(tǒng)包括鏡頭13、成像相機(jī)4、圖像傳輸模塊、遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊，所述鏡頭13安裝在所述成像相機(jī)4上，所述反射鏡系統(tǒng)上的所述鋼絲繩8的圖像反射至所述鏡頭13內(nèi)，所述載物裝置上設(shè)置有光機(jī)接口 6，所述成像相機(jī)4與所述光機(jī)接口 6連接，所述成像相機(jī)4內(nèi)的圖像通過所述圖像傳輸模塊傳輸給所述遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊，該遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊可采用上位機(jī)，進(jìn)一步可采用分離式上位機(jī)。成像相機(jī)4將獲得的圖像可通過無線的方式發(fā)射到遠(yuǎn)程圖像處理及監(jiān)視模塊進(jìn)行處理、辨識分析和存儲。
[0035]對于載物裝置可優(yōu)先選用如圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)，具體地，包括環(huán)狀支承座I和旋轉(zhuǎn)臺5，所述旋轉(zhuǎn)臺5用于安裝在升降搭載平臺上，所述環(huán)狀支承座I安裝在所述旋轉(zhuǎn)臺5上，旋轉(zhuǎn)臺5上設(shè)置有角度定位裝置，所述光機(jī)接口 6設(shè)置在所述環(huán)狀支承座I上，所述環(huán)狀支承座I上設(shè)置一用于卡入鋼絲繩8的缺口 17。環(huán)狀支承座I上設(shè)置有定位銷孔，該定位銷孔與光機(jī)接口 6上的銷軸3配合。光機(jī)接口 6為內(nèi)空結(jié)構(gòu)，光機(jī)接口 6后部設(shè)置有相機(jī)承載定位板7，上部有用于防旋轉(zhuǎn)的銷軸3。
[0036]所述環(huán)狀支承座I的環(huán)形內(nèi)側(cè)設(shè)置有容納所述反射鏡系統(tǒng)的凹槽18。
[0037]對于鏡頭13可優(yōu)選遠(yuǎn)心鏡頭。
[0038]如圖3所示，所述環(huán)狀支承座I內(nèi)設(shè)置有環(huán)形光源12。反射鏡系統(tǒng)可包括第一組反射光學(xué)鏡片9