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专利名称：起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置及方法
技术领域：
本发明涉及一种起重机械主梁或起重臂塑性变形的测试装置及其方法，特别是涉及塑性变形机器视觉检测装置及其方法。
背景技术：
近几年来，随着国家对起重机械安全工作的重视，起重机械事故呈高发态势的情形有所好转，但总体仍然较高。据统计，2009年全国特种设备事故率为O. 92起/万台、死亡率为O. 76人/万台，形势十分严峻。而且起重事故呈现出大型化、群体化、恶性化、突发性、集中性、严重性的特点。起重机械的主要隐患在于塑性变形和裂纹，而目前的检验方法存在不少问题。
目前主要采用激光测量法和有限元分析法。如公告号为201322606的“起重机变形激光测量仪”的实用新型设计了一种远距离非接触的起重机变形高精度测量装置，在地面即可快速完成起重机拱度测量工作，广泛用于各式单梁及双梁起重机空载、静载、动载状态时的拱度指标测量。如公开号为101561832的“一种塔式起重机臂架结构变形和应力的测算方法”，提供一种小车变幅式塔机的基于有限元法的塔机臂架结构变形和应力的测算方法，以人机交互式的形式确定塔机钢结构的主要参数，然后计算节点数、有限元节点坐标、有限单元数、空间方向余弦、计算有限元单元的自重、确定变幅机构重量和节点等效载荷，将方程组成整体刚度矩阵，采用有限元方法对空间桁架的单元应力作了精确的求解，考虑了温度变化对桁架变形及应力的影响，最后达成了计算机辅助设计塔机的目的。但上述方法都存在如下问题a.无法测量局部变形。b.对臂架式、塔式、架桥机、门座式目前研究较少，国内这方面的研究几乎是空白，无切实可行的方法。C.测量步骤繁琐，对测量人员技术要求高，不易实施。

发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种既能增加适用范围且方便快捷的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置。本发明的目的在于还提供一种既能增加适用范围且方便快捷的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法。为了达成上述目的，本发明的解决方案是一种起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，包括静力分析�？楹透叻直媛氏嗷�，静力分析模块包括输出端和输入端依次连接的边界提取�？�、除噪声模块、图像拼接�？�、3D重组模块、边界曲线�？�、曲率辨别�？楹拖允灸？椋换拱�括选择工作级别�？楹筒环�处理模块，选择工作级别模块的输出端连接曲率辨别�？榈南嘤κ淙攵耍�曲率辨别�？榈南嘤κ涑龆肆�接不符处理模块的输入端，不符处理�？榈氖涑龆肆�接显示�？榈南嘤κ淙攵耍桓叻直媛氏嗷�的输出端连接边界提取�？榈氖淙攵�。起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，还包括人机界面，人机界面的双向连接所述选择工作级别�？榈氖淙攵恕Ｒ恢制鹬鼗�械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，通过以下步骤实现步骤1，高分辨率相机拍摄起重机械主梁或起重臂的不同部位，所生成的图像传送至边界提取�？椋徊街�2，边界提取�？樯�成边界图像并传送至除噪声�？椋徊街�3，除噪声模块对边界图像进行除噪声处理并传送至图像拼接模块；步骤4，图像拼接�？榻�不同部位的除噪图像进行拼接，从而生成起重机械主梁或起重臂的拼接图像，并将拼接图像传送至3D重组�？椋� 步骤5，3D重组�？榻�行重组生成3D图像并传送至边界曲线模块；步骤6，边界曲线�？樘崛”呓缜�线并传送至曲率辨别�？椋徊街�7，曲率辨别�？槎寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹械谋曜急呓缜�线，由曲率辨别�？榻�边界曲线与标准边界曲线进行比对判定生成相应的结论，将符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示�？椋唤�不符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至不符处理�？椋�步骤8，不符处理�？榻�不符合要求的轮廓线以区别色标记后，并将边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示�？椋徊街�9，显示模块输出对应的边界曲线、标准曲线及其结论，测试结束。起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，通过人机界面设定或选取选择工作级别�？橹械谋曜急呓缜�线，设定或选定的标准边界曲线传送至上述曲率辨别�？樽魑�判定基准。采用上述结构后，本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置具有以下有益效果(1)全面通过高分辨率相机获得一组照片来进行识别，无论是局部的还是整体的，只要能拍照的地方就能进行检测；(2)无局限性通过高分辨率相机在远端进行拍照，从而对臂架式、架桥机等大型起重机械进行检测；(3)简单高效一套静力分析�？椋�一部高分辨率相机即可实现检测，识别过程实现自动化，输入一组照片，得出形变量。采用上述方法后，本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法具有以下有益效果本发明可以在定期检验和验收中推广使用，从单梁到架桥机和门座式的大型起重机械，可对门座式、岸边吊等的主梁或起重臂进行整体和局部的检测，适用范围广而且方便快捷，可以快、准而且成本低廉地发现隐患，对保障作业人员的生命和保障使用单位的财产，都有突出的意义。


图I为本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置的结构简图。图2为本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法的流程图。
具体实施例方式为了进一步解释本发明的技术方案，下面通过具体实施例来对本发明进行详细阐述。如图I所示，本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，包括静力分析�？楹透叻直媛氏嗷�，静力分析模包括块输出端和输入端依次连接的边界提取�？�、除噪声�？�、图像拼接�？�、3D重组模块、边界曲线模块、曲率辨别�？楹拖允灸？椋换拱�括选择工作级别�？楹筒环�处理�？椋�选择工作级别�？榈氖涑龆肆�接曲率辨别�？榈南嘤κ淙攵耍�曲率辨别模块的相应输出端连接不符处理�？榈氖淙攵耍�不符处理�？榈氖涑龆肆�接显示�？榈南嘤κ淙攵耍桓叻直媛氏嗷�的输出端连接边界提取�？榈氖淙攵�。作为本发明的一个较佳实施例，还包括人机界面，人机界面双向连接上述选择工作级别�？榈氖淙攵恕Ｈ缤�2所示，本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，通过以下步骤实现步骤1，高分辨率相机拍摄起重机械主梁或起重臂的不同部位，所生成的图像传送 至边界提取�？椋徊街�2，边界提取�？樯�成边界图像并传送至除噪声�？椋徊街�3，除噪声模块对边界图像进行除噪声处理并传送至图像拼接�？椋徊街�4，图像拼接模块将不同部位的除噪图像进行拼接，从而生成起重机械主梁或起重臂的拼接图像，并将拼接图像传送至3D重组模块；步骤5，3D重组模块进行重组生成3D图像并传送至边界曲线�？椋徊街�6，边界曲线�？樘崛”呓缜�线并传送至曲率辨别模块；步骤7，曲率辨别�？槎寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹械谋曜急呓缜�线，由曲率辨别�？榻�边界曲线与标准边界曲线进行比对判定生成相应的结论，将符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示�？椋唤�不符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至不符处理�？椋�步骤8，不符处理�？榻�不符合要求的轮廓线以区别色标记(例如红色或其他颜色)后，并将边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示�？椋徊街�9，显示�？槭涑龆杂Φ谋呓缜�线、标准曲线及其结论，测试结束。其中，选择工作级别�？橹写娲⒂锌赵乇曜急呓缜�线，以及不同载荷级别下的静载标准边界曲线和动载标准边界曲线。另外，选择工作级别�？橹谢股栌屑侗鹪偕�成子�？椋�级别再生成子�？榭筛�据人机界面设定的参数生成一个新的标准边界曲线，并存储至相应的工作级别项下，或替换掉原先的标准边界曲线，此工作级别既可以是原有的工作级别，也可以是另外设定的新工作级别。选择工作级别�？榈墓ぷ鞣绞接腥�种I)选择工作级别�？榻邮崭叻直媛氏嗷�拍摄的图像，根据此图像来判定与其内存储的数据进行对比，并判定为何种工作级别，并调出此工作级别项下对应的标准边界曲线，曲率辨别�？椴⒍寥〈吮曜急呓缜�线，最后显示�？槭涑霰呓缜�线、标准曲线及其结论。2)曲率辨别�？榉直鸲寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹懈鞴ぷ骷侗鹣钕露杂Φ谋曜急呓缜�线，进行比对判定后选取一个与之相吻合的，或多个相接近的标准边界曲线。最后，显示�？槭涑龆杂Φ囊蛔榉�合要求的边界曲线、标准曲线及其结论，或者输出多组不符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论。3)通过人机界面设定或选取选择工作级别�？橹械谋曜急呓缜�线，设定或选定的标准边界曲线传送至曲率辨别�？樽魑�判定基准，最后显示�？槭涑霰呓缜�线、标准曲线及其结论。下面对本发明的具有应用作进一步说明。空载测量时，高分辨率相机拍摄起重机械主梁或起重臂的不同部位，曲率辨别�？槎寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹械目赵乇曜急呓缜�线，经过判别后分别处理对于符合要求的，显示�？槭涑龆杂Φ谋呓缜�线、空载标准曲线及合格的结论；对于不符合要求的，显示�？槭涑龆杂Φ囊郧�别色标记的边界曲线、空载标准曲线及不合格的结论。静载测量时，曲率辨别�？槎寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹械木苍乇曜急呓缜�线，经过判别后分别处理对于符合要求的，显示�？槭涑龆杂Φ谋呓缜�线、静载标准曲线及合格的
结论；对于不符合要求的，显示�？槭涑龆杂Φ囊郧�别色标记的边界曲线、静载标准曲线及不合格的结论。动载测量与上述过程类似，在此不再赘述。采用本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，其具有以下优势(1)全面通过高分辨率相机获得一组照片来进行识别，无论是局部的还是整体的，只要能拍照的地方就能进行检测；(2)无局限性通过高分辨率相机在远端进行拍照，从而对臂架式、架桥机等大型起重机械进行检测；(3)简单高效一套静力分析�？椋�一部高分辨率相机即可实现检测，识别过程实现自动化，输入一组照片，得出形变量。采用本发明的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，可以在定期检验和验收中推广使用，从单梁到架桥机和门座式的大型起重机械，可对门座式、岸边吊等的主梁或起重臂进行整体和局部的检测，适用范围广而且方便快捷，可以快、准而且成本低廉地发现隐患，对保障作业人员的生命和保障使用单位的财产，都有突出的意义。上述实施例和附图并非限定本发明的产品形态和式样，任何所属技术领域的普通技术人员对其所做的适当变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的专利范畴。
权利要求
1.一种起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，其特征在于，包括静力分析�？楹透叻直媛氏嗷�，静力分析�？榘�括输出端和输入端依次连接的边界提取�？椤⒊�噪声�？�、图像拼接�？�、3D重组�？�、边界曲线�？�、曲率辨别�？楹拖允灸？椋换拱�括选择工作级别�？楹筒环�处 理�？椋�选择工作级别�？榈氖涑龆肆�接曲率辨别模块的相应输入端，曲率辨别�？榈南嘤κ涑龆肆�接不符处理�？榈氖淙攵耍�不符处理�？榈氖涑龆肆�接显示�？榈南嘤κ淙攵耍桓叻直媛氏嗷�的输出端连接边界提取�？榈氖淙攵�。
2.如权利要求I所述的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，其特征在于，还包括人机界面，人机界面的双向连接所述选择工作级别模块的输入端。
3.—种起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，其特征在于，通过以下步骤实现 步骤1，高分辨率相机拍摄起重机械主梁或起重臂的不同部位，所生成的图像传送至边界提取�？椋� 步骤2，边界提取�？樯�成边界图像并传送至除噪声�？椋� 步骤3，除噪声�？槎员呓缤枷窠�行除噪声处理并传送至图像拼接�？椋� 步骤4，图像拼接�？榻�不同部位的除噪图像进行拼接，从而生成起重机械主梁或起重臂的拼接图像，并将拼接图像传送至3D重组�？椋� 步骤5，3D重组�？榻�行重组生成3D图像并传送至边界曲线�？椋� 步骤6，边界曲线�？樘崛”呓缜�线并传送至曲率辨别模块； 步骤7，曲率辨别�？槎寥⊙≡窆ぷ骷侗鹉？橹械谋曜急呓缜�线，由曲率辨别模块将边界曲线与标准边界曲线进行比对判定生成相应的结论，将符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示�？椋唤�不符合要求的边界曲线、标准曲线及其结论传送至不符处理�？椋� 步骤8，不符处理�？榻�不符合要求的轮廓线以区别色标记后，并将边界曲线、标准曲线及其结论传送至显示模块； 步骤9，显示�？槭涑龆杂Φ谋呓缜�线、标准曲线及其结论，测试结束。
4.如权利要求3所述的起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测方法，其特征在于，通过人机界面设定或选取选择工作级别模块中的标准边界曲线，设定或选定的标准边界曲线传送至上述曲率辨别�？樽魑�判定基准。
全文摘要
本发明公开一种起重机械主梁或起重臂塑性变形机器视觉检测装置，包括静力分析�？楹透叻直媛氏嗷�，静力分析�？榘�括输出端和输入端依次连接的边界提取模块、除噪声模块、图像拼接�？�、3D重组�？�、边界曲线�？椤⑶�率辨别�？楹拖允灸？椋换拱�括选择工作级别�？楹筒环�处理�？椋�选择工作级别�？榈氖涑龆肆�接曲率辨别�？榈南嘤κ淙攵耍�曲率辨别�？榈南嘤κ涑龆肆�接不符处理�？榈氖淙攵耍�不符处理�？榈氖涑龆肆�接显示�？榈南嘤κ淙攵耍桓叻直媛氏嗷�的输出端连接边界提取�？榈氖淙攵�。本发明还涉及一种上述装置的测试方法。本发明适用范围广且方便快捷，可快、准、成本低廉地发现隐患，对保障作业人员的生命和保障使用单位的财产。
文档编号G01B11/16GK102944184SQ201210434779
公开日2013年2月27日 申请日期2012年10月31日 优先权日2012年10月31日
发明者黄凯, 杨华成, 郭雯雯 申请人:黄凯, 杨华成, 福建省特种设备检验研究院泉州分院