一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯 多參數(shù)測(cè)量方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)自動(dòng)扶梯的數(shù)量日益增多，它已成為大型商場(chǎng)、車(chē)站和地鐵等公共場(chǎng)所必 不可少的交通工具。與此同時(shí)，由于自動(dòng)扶梯梯級(jí)與扶手帶速度的不同步，導(dǎo)致乘客跌倒的 安全事故也呈上升趨勢(shì)。
[0003] 在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)自動(dòng)扶梯速度、加速度和制停距離等多個(gè)重要參數(shù)的測(cè)量主要 是采用旋轉(zhuǎn)編碼器為檢測(cè)元件，接觸自動(dòng)扶梯的扶手帶或梯級(jí)，把扶手帶或梯級(jí)的線(xiàn)速度 轉(zhuǎn)換為編碼器的旋轉(zhuǎn)速度。與此同時(shí)，光電編碼器產(chǎn)生相應(yīng)的電脈沖信號(hào)，通過(guò)電脈沖信號(hào) 的頻率和在光電編碼器的測(cè)速輪固有邊長(zhǎng)自動(dòng)測(cè)算出對(duì)應(yīng)的線(xiàn)速度。
[0004] 但上述技術(shù)方案存在的問(wèn)題是，測(cè)量時(shí)需要測(cè)試轉(zhuǎn)輪與扶梯的扶手帶或梯級(jí)進(jìn)行 直接接觸，由于滾輪磨損和滾輪的光滑引起誤差。且人工操作易導(dǎo)致扶梯測(cè)試儀的測(cè)試轉(zhuǎn) 輪與扶梯扶手帶產(chǎn)生一個(gè)角度Θ，扶梯的速度將會(huì)沿Θ方向分解為兩個(gè)量，垂直于轉(zhuǎn)軸的 分量因?yàn)楣怆娋幋a器本身特性將被忽略，則此時(shí)光電編碼器測(cè)到的信號(hào)并不能精確的表示 扶梯的速度。此外，在加工測(cè)試轉(zhuǎn)輪時(shí)，由于機(jī)械加工系統(tǒng)復(fù)雜，也會(huì)影響加工精度。
[0005] 因此，目前急需一種能夠精確、高效測(cè)量自動(dòng)扶梯各參數(shù)的方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多 參數(shù)測(cè)量方法，該方法可以通過(guò)非接觸的方式測(cè)量自動(dòng)扶梯的速度、加速度和位移。
[0007] 為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0008] -種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方法，包括以下步驟：
[0009] 步驟一：開(kāi)啟光源，照亮自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶；步驟二：自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶 表面反射一部分光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)透鏡傳到光電檢測(cè)器件上，梯級(jí)或扶手帶的移動(dòng)軌跡便會(huì)被記 錄為一組高速拍攝的連貫圖像；步驟三：采用設(shè)定的輸出頻率輸出圖像信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn) 換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；步驟四：把轉(zhuǎn)換結(jié)果送入圖像處理模塊DSP進(jìn)行處理，提取特征區(qū)域或邊 沿，將此影像信號(hào)與存儲(chǔ)的上一采樣周期的影像進(jìn)行比較；步驟五：如果某一采樣點(diǎn)在先 后兩個(gè)影像中的位置有移動(dòng)，就將縱、橫兩個(gè)方向的位移信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)系統(tǒng)，以判斷被 測(cè)物移動(dòng)的方向以及位移；否則繼續(xù)進(jìn)行下一周期采樣；步驟六：將判斷結(jié)果傳送至監(jiān)控 終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)扶梯的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。
[0010] 進(jìn)一步，所述光源采用激光光源或LED光源。
[0011] 進(jìn)一步，所述光電檢測(cè)器件采用C⑶或CMOS器件。
[0012] 本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明所述的方法采用光源直接照射自動(dòng)扶梯，不與被 測(cè)對(duì)象直接接觸，光束的質(zhì)量又近似為零，在測(cè)量中不存在摩擦和對(duì)被測(cè)對(duì)象施加壓力的 問(wèn)題。不會(huì)因磨損產(chǎn)生誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)測(cè)量。同時(shí)，可以通過(guò)提高開(kāi)關(guān)采樣 速度，迅速提高測(cè)量精度。雙路輸出，從原理上消除接觸式測(cè)量橫向轉(zhuǎn)動(dòng)所帶來(lái)的誤差，且 數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單。
【附圖說(shuō)明】
[0013] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果更加清楚，本發(fā)明提供如下附圖進(jìn)行 說(shuō)明：
[0014] 圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖；
[0015] 圖2為本發(fā)明所述方法實(shí)施例中的系統(tǒng)原理圖；
[0016] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的CXD測(cè)量原理圖；
[0017] 圖4為實(shí)施例中CXD成像陣列圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018] 下面將結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0019] 本技術(shù)方案主要用于解決測(cè)量自動(dòng)扶梯速度、加速度以及位移時(shí)，傳統(tǒng)方法中由 于磨損、人工操作等因素導(dǎo)致測(cè)量精度降低的問(wèn)題。圖1為本發(fā)明所述方法的流程示意圖， 如圖所示：
[0020] 本發(fā)明所述的測(cè)量方法包括以下步驟：
[0021] 步驟一：開(kāi)啟光源，照亮自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶；步驟二：自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶 表面反射一部分光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)透鏡傳到光電檢測(cè)器件上，梯級(jí)或扶手帶的移動(dòng)軌跡便會(huì)被記 錄為一組高速拍攝的連貫圖像；步驟三：采用設(shè)定的輸出頻率輸出圖像信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn) 換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；步驟四：把轉(zhuǎn)換結(jié)果送入圖像處理模塊DSP進(jìn)行處理，提取特征區(qū)域或邊 沿，將此影像信號(hào)與存儲(chǔ)的上一采樣周期的影像進(jìn)行比較；步驟五：如果某一采樣點(diǎn)在先 后兩個(gè)影像中的位置有移動(dòng)，就將縱、橫兩個(gè)方向的位移信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)系統(tǒng)，以判斷被 測(cè)物移動(dòng)的方向以及位移；否則繼續(xù)進(jìn)行下一周期采樣；步驟六：將判斷結(jié)果傳送至監(jiān)控 終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)扶梯的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。
[0022] 在本實(shí)施例中，光源采用激光光源或LED光源，光電檢測(cè)器件采用C⑶或CMOS器 件。
[0023] 圖2為本發(fā)明所述方法實(shí)施例中的系統(tǒng)原理圖，如圖所示，光電檢測(cè)非接觸式測(cè) 量系統(tǒng)由光源、光學(xué)透鏡組件、光電探測(cè)器件、探測(cè)器的驅(qū)動(dòng)電路、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)電路、信號(hào) 處理系統(tǒng)DSP和單片機(jī)系統(tǒng)等組成。圖3為本發(fā)明實(shí)施例中的CCD測(cè)量原理圖。
[0024] 具體來(lái)說(shuō)，本實(shí)施例中的測(cè)量步驟如下：
[0025] 1)LED光源發(fā)出光線(xiàn)，經(jīng)過(guò)光學(xué)組件，將光線(xiàn)打到自動(dòng)扶梯的扶手帶或梯級(jí)上；
[0026] 2)通過(guò)透鏡成像，CCD檢測(cè)到此時(shí)的陣列圖像（a)如圖4所示，CCD將圖像模擬信 號(hào)輸出給A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；
[0027] 3)相隔一定時(shí)間At，采集一次運(yùn)動(dòng)物體表面圖像信號(hào)（b);
[0028] 4)對(duì)A/D轉(zhuǎn)換后的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波和二值化處理，提取圖像中的特征區(qū)域位 置。
[0029] 5)MCU接收處理后的特征區(qū)域位置信息，分析其在圖像上的相對(duì)移動(dòng)距離Λ L，利 用式（1-1)計(jì)算出物體速度。K表示每個(gè)像素在物面上實(shí)際對(duì)應(yīng)的寬度，其大小與物距、鏡 頭焦距，視場(chǎng)角、光學(xué)放大倍率有關(guān)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方法，其特征在于：包括以 下步驟： 步驟一：開(kāi)啟光源，照亮自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶； 步驟二：自動(dòng)扶梯梯級(jí)或扶手帶表面反射一部分光線(xiàn)經(jīng)光學(xué)透鏡傳到光電檢測(cè)器件 上，梯級(jí)或扶手帶的移動(dòng)軌跡便會(huì)被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像； 步驟三：采用設(shè)定的輸出頻率輸出圖像信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換； 步驟四：把轉(zhuǎn)換結(jié)果送入圖像處理模塊DSP進(jìn)行處理，提取特征區(qū)域或邊沿，將此影像 信號(hào)與存儲(chǔ)的上一采樣周期的影像進(jìn)行比較； 步驟五：如果某一采樣點(diǎn)在先后兩個(gè)影像中的位置有移動(dòng)，就將縱、橫兩個(gè)方向的位 移信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)系統(tǒng)，以判斷被測(cè)物移動(dòng)的方向以及位移；否則繼續(xù)進(jìn)行下一周期采 樣； 步驟六：將判斷結(jié)果傳送至監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)扶梯的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方 法，其特征在于：所述光源采用激光光源或LED光源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方 法，其特征在于：所述光電檢測(cè)器件采用C⑶或CMOS器件。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種基于光電檢測(cè)器件的非接觸式自動(dòng)扶梯多參數(shù)測(cè)量方法，屬于光學(xué)測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：1)開(kāi)啟光源，照亮自動(dòng)扶梯；2)自動(dòng)扶梯反射光線(xiàn)傳送到光電檢測(cè)器件上，扶梯的移動(dòng)軌跡便會(huì)被記錄為一組高速拍攝的連貫圖像；輸出圖像信號(hào)，送入A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行轉(zhuǎn)換；3)把轉(zhuǎn)換結(jié)果送入圖像處理模塊進(jìn)行處理，將此影像信號(hào)與存儲(chǔ)的上一采樣周期的影像進(jìn)行比較；4)如果采樣點(diǎn)在先后兩個(gè)影像中的位置有移動(dòng)，就將縱、橫兩個(gè)方向的位移信號(hào)發(fā)送到單片機(jī)系統(tǒng)，以判斷被測(cè)物移動(dòng)的方向以及位移；否則繼續(xù)進(jìn)行下一周期采樣；5)將判斷結(jié)果傳送至監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)對(duì)扶梯的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制。采用本方法進(jìn)行測(cè)量，不與被測(cè)對(duì)象直接接觸，在測(cè)量中不存在摩擦和對(duì)被測(cè)對(duì)象施加壓力的問(wèn)題，不會(huì)因磨損產(chǎn)生誤差，能夠?qū)崿F(xiàn)被測(cè)物體的動(dòng)態(tài)測(cè)量。
【IPC分類(lèi)】B66B27-00, B66B25-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104528508
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410654613
【發(fā)明人】魏彪, 唐媛, 劉朝陽(yáng), 吳德操, 米德伶
【申請(qǐng)人】重慶大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年11月14日