專利名稱：起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種起重機械主梁或起重臂塑性變形的測試裝置及其方法，特別是涉及塑性變形機器視覺檢測裝置及其方法。
背景技術(shù)：
近幾年來，隨著國家對起重機械安全工作的重視，起重機械事故呈高發(fā)態(tài)勢的情形有所好轉(zhuǎn)，但總體仍然較高。據(jù)統(tǒng)計，2009年全國特種設(shè)備事故率為O. 92起/萬臺、死亡率為O. 76人/萬臺，形勢十分嚴(yán)峻。而且起重事故呈現(xiàn)出大型化、群體化、惡性化、突發(fā)性、集中性、嚴(yán)重性的特點。起重機械的主要隱患在于塑性變形和裂紋，而目前的檢驗方法存在不少問題。
目前主要采用激光測量法和有限元分析法。如公告號為201322606的“起重機變形激光測量儀”的實用新型設(shè)計了一種遠(yuǎn)距離非接觸的起重機變形高精度測量裝置，在地面即可快速完成起重機拱度測量工作，廣泛用于各式單梁及雙梁起重機空載、靜載、動載狀態(tài)時的拱度指標(biāo)測量。如公開號為101561832的“一種塔式起重機臂架結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力的測算方法”，提供一種小車變幅式塔機的基于有限元法的塔機臂架結(jié)構(gòu)變形和應(yīng)力的測算方法，以人機交互式的形式確定塔機鋼結(jié)構(gòu)的主要參數(shù)，然后計算節(jié)點數(shù)、有限元節(jié)點坐標(biāo)、有限單元數(shù)、空間方向余弦、計算有限元單元的自重、確定變幅機構(gòu)重量和節(jié)點等效載荷，將方程組成整體剛度矩陣，采用有限元方法對空間桁架的單元應(yīng)力作了精確的求解，考慮了溫度變化對桁架變形及應(yīng)力的影響，最后達(dá)成了計算機輔助設(shè)計塔機的目的。但上述方法都存在如下問題a.無法測量局部變形。b.對臂架式、塔式、架橋機、門座式目前研究較少，國內(nèi)這方面的研究幾乎是空白，無切實可行的方法。C.測量步驟繁瑣，對測量人員技術(shù)要求高，不易實施。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種既能增加適用范圍且方便快捷的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置。本發(fā)明的目的在于還提供一種既能增加適用范圍且方便快捷的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的解決方案是一種起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，包括靜力分析模塊和高分辨率相機，靜力分析模塊包括輸出端和輸入端依次連接的邊界提取模塊、除噪聲模塊、圖像拼接模塊、3D重組模塊、邊界曲線模塊、曲率辨別模塊和顯示模塊；還包括選擇工作級別模塊和不符處理模塊，選擇工作級別模塊的輸出端連接曲率辨別模塊的相應(yīng)輸入端，曲率辨別模塊的相應(yīng)輸出端連接不符處理模塊的輸入端，不符處理模塊的輸出端連接顯示模塊的相應(yīng)輸入端；高分辨率相機的輸出端連接邊界提取模塊的輸入端。起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，還包括人機界面，人機界面的雙向連接所述選擇工作級別模塊的輸入端。一種起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，通過以下步驟實現(xiàn)步驟1，高分辨率相機拍攝起重機械主梁或起重臂的不同部位，所生成的圖像傳送至邊界提取模塊；步驟2，邊界提取模塊生成邊界圖像并傳送至除噪聲模塊；步驟3，除噪聲模塊對邊界圖像進(jìn)行除噪聲處理并傳送至圖像拼接模塊；步驟4，圖像拼接模塊將不同部位的除噪圖像進(jìn)行拼接，從而生成起重機械主梁或起重臂的拼接圖像，并將拼接圖像傳送至3D重組模塊； 步驟5，3D重組模塊進(jìn)行重組生成3D圖像并傳送至邊界曲線模塊；步驟6，邊界曲線模塊提取邊界曲線并傳送至曲率辨別模塊；步驟7，曲率辨別模塊讀取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，由曲率辨別模塊將邊界曲線與標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線進(jìn)行比對判定生成相應(yīng)的結(jié)論，將符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊；將不符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至不符處理模塊，步驟8，不符處理模塊將不符合要求的輪廓線以區(qū)別色標(biāo)記后，并將邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊；步驟9，顯示模塊輸出對應(yīng)的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論，測試結(jié)束。起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，通過人機界面設(shè)定或選取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，設(shè)定或選定的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線傳送至上述曲率辨別模塊作為判定基準(zhǔn)。采用上述結(jié)構(gòu)后，本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置具有以下有益效果(1)全面通過高分辨率相機獲得一組照片來進(jìn)行識別，無論是局部的還是整體的，只要能拍照的地方就能進(jìn)行檢測；(2)無局限性通過高分辨率相機在遠(yuǎn)端進(jìn)行拍照，從而對臂架式、架橋機等大型起重機械進(jìn)行檢測；(3)簡單高效一套靜力分析模塊，一部高分辨率相機即可實現(xiàn)檢測，識別過程實現(xiàn)自動化，輸入一組照片，得出形變量。采用上述方法后，本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法具有以下有益效果本發(fā)明可以在定期檢驗和驗收中推廣使用，從單梁到架橋機和門座式的大型起重機械，可對門座式、岸邊吊等的主梁或起重臂進(jìn)行整體和局部的檢測，適用范圍廣而且方便快捷，可以快、準(zhǔn)而且成本低廉地發(fā)現(xiàn)隱患，對保障作業(yè)人員的生命和保障使用單位的財產(chǎn)，都有突出的意義。


圖I為本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置的結(jié)構(gòu)簡圖。圖2為本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法的流程圖。
具體實施例方式為了進(jìn)一步解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，下面通過具體實施例來對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。如圖I所示，本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，包括靜力分析模塊和高分辨率相機，靜力分析模包括塊輸出端和輸入端依次連接的邊界提取模塊、除噪聲模塊、圖像拼接模塊、3D重組模塊、邊界曲線模塊、曲率辨別模塊和顯示模塊；還包括選擇工作級別模塊和不符處理模塊，選擇工作級別模塊的輸出端連接曲率辨別模塊的相應(yīng)輸入端，曲率辨別模塊的相應(yīng)輸出端連接不符處理模塊的輸入端，不符處理模塊的輸出端連接顯示模塊的相應(yīng)輸入端；高分辨率相機的輸出端連接邊界提取模塊的輸入端。作為本發(fā)明的一個較佳實施例，還包括人機界面，人機界面雙向連接上述選擇工作級別模塊的輸入端。如圖2所示，本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，通過以下步驟實現(xiàn)步驟1，高分辨率相機拍攝起重機械主梁或起重臂的不同部位，所生成的圖像傳送 至邊界提取模塊；步驟2，邊界提取模塊生成邊界圖像并傳送至除噪聲模塊；步驟3，除噪聲模塊對邊界圖像進(jìn)行除噪聲處理并傳送至圖像拼接模塊；步驟4，圖像拼接模塊將不同部位的除噪圖像進(jìn)行拼接，從而生成起重機械主梁或起重臂的拼接圖像，并將拼接圖像傳送至3D重組模塊；步驟5，3D重組模塊進(jìn)行重組生成3D圖像并傳送至邊界曲線模塊；步驟6，邊界曲線模塊提取邊界曲線并傳送至曲率辨別模塊；步驟7，曲率辨別模塊讀取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，由曲率辨別模塊將邊界曲線與標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線進(jìn)行比對判定生成相應(yīng)的結(jié)論，將符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊；將不符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至不符處理模塊，步驟8，不符處理模塊將不符合要求的輪廓線以區(qū)別色標(biāo)記(例如紅色或其他顏色)后，并將邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊；步驟9，顯示模塊輸出對應(yīng)的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論，測試結(jié)束。其中，選擇工作級別模塊中存儲有空載標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，以及不同載荷級別下的靜載標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線和動載標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線。另外，選擇工作級別模塊中還設(shè)有級別再生成子模塊，級別再生成子模塊可根據(jù)人機界面設(shè)定的參數(shù)生成一個新的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，并存儲至相應(yīng)的工作級別項下，或替換掉原先的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，此工作級別既可以是原有的工作級別，也可以是另外設(shè)定的新工作級別。選擇工作級別模塊的工作方式有三種I)選擇工作級別模塊接收高分辨率相機拍攝的圖像，根據(jù)此圖像來判定與其內(nèi)存儲的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，并判定為何種工作級別，并調(diào)出此工作級別項下對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，曲率辨別模塊并讀取此標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，最后顯示模塊輸出邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論。2)曲率辨別模塊分別讀取選擇工作級別模塊中各工作級別項下對應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，進(jìn)行比對判定后選取一個與之相吻合的，或多個相接近的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線。最后，顯示模塊輸出對應(yīng)的一組符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論，或者輸出多組不符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論。3)通過人機界面設(shè)定或選取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，設(shè)定或選定的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線傳送至曲率辨別模塊作為判定基準(zhǔn)，最后顯示模塊輸出邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論。下面對本發(fā)明的具有應(yīng)用作進(jìn)一步說明?？蛰d測量時，高分辨率相機拍攝起重機械主梁或起重臂的不同部位，曲率辨別模塊讀取選擇工作級別模塊中的空載標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，經(jīng)過判別后分別處理對于符合要求的，顯示模塊輸出對應(yīng)的邊界曲線、空載標(biāo)準(zhǔn)曲線及合格的結(jié)論；對于不符合要求的，顯示模塊輸出對應(yīng)的以區(qū)別色標(biāo)記的邊界曲線、空載標(biāo)準(zhǔn)曲線及不合格的結(jié)論。靜載測量時，曲率辨別模塊讀取選擇工作級別模塊中的靜載標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，經(jīng)過判別后分別處理對于符合要求的，顯示模塊輸出對應(yīng)的邊界曲線、靜載標(biāo)準(zhǔn)曲線及合格的
結(jié)論；對于不符合要求的，顯示模塊輸出對應(yīng)的以區(qū)別色標(biāo)記的邊界曲線、靜載標(biāo)準(zhǔn)曲線及不合格的結(jié)論。動載測量與上述過程類似，在此不再贅述。采用本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，其具有以下優(yōu)勢(1)全面通過高分辨率相機獲得一組照片來進(jìn)行識別，無論是局部的還是整體的，只要能拍照的地方就能進(jìn)行檢測；(2)無局限性通過高分辨率相機在遠(yuǎn)端進(jìn)行拍照，從而對臂架式、架橋機等大型起重機械進(jìn)行檢測；(3)簡單高效一套靜力分析模塊，一部高分辨率相機即可實現(xiàn)檢測，識別過程實現(xiàn)自動化，輸入一組照片，得出形變量。采用本發(fā)明的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，可以在定期檢驗和驗收中推廣使用，從單梁到架橋機和門座式的大型起重機械，可對門座式、岸邊吊等的主梁或起重臂進(jìn)行整體和局部的檢測，適用范圍廣而且方便快捷，可以快、準(zhǔn)而且成本低廉地發(fā)現(xiàn)隱患，對保障作業(yè)人員的生命和保障使用單位的財產(chǎn)，都有突出的意義。上述實施例和附圖并非限定本發(fā)明的產(chǎn)品形態(tài)和式樣，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員對其所做的適當(dāng)變化或修飾，皆應(yīng)視為不脫離本發(fā)明的專利范疇。
權(quán)利要求
1.一種起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，其特征在于，包括靜力分析模塊和高分辨率相機，靜力分析模塊包括輸出端和輸入端依次連接的邊界提取模塊、除噪聲模塊、圖像拼接模塊、3D重組模塊、邊界曲線模塊、曲率辨別模塊和顯示模塊；還包括選擇工作級別模塊和不符處 理模塊，選擇工作級別模塊的輸出端連接曲率辨別模塊的相應(yīng)輸入端，曲率辨別模塊的相應(yīng)輸出端連接不符處理模塊的輸入端，不符處理模塊的輸出端連接顯示模塊的相應(yīng)輸入端；高分辨率相機的輸出端連接邊界提取模塊的輸入端。
2.如權(quán)利要求I所述的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，其特征在于，還包括人機界面，人機界面的雙向連接所述選擇工作級別模塊的輸入端。
3.—種起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，其特征在于，通過以下步驟實現(xiàn) 步驟1，高分辨率相機拍攝起重機械主梁或起重臂的不同部位，所生成的圖像傳送至邊界提取模塊； 步驟2，邊界提取模塊生成邊界圖像并傳送至除噪聲模塊； 步驟3，除噪聲模塊對邊界圖像進(jìn)行除噪聲處理并傳送至圖像拼接模塊； 步驟4，圖像拼接模塊將不同部位的除噪圖像進(jìn)行拼接，從而生成起重機械主梁或起重臂的拼接圖像，并將拼接圖像傳送至3D重組模塊； 步驟5，3D重組模塊進(jìn)行重組生成3D圖像并傳送至邊界曲線模塊； 步驟6，邊界曲線模塊提取邊界曲線并傳送至曲率辨別模塊； 步驟7，曲率辨別模塊讀取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，由曲率辨別模塊將邊界曲線與標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線進(jìn)行比對判定生成相應(yīng)的結(jié)論，將符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊；將不符合要求的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至不符處理模塊； 步驟8，不符處理模塊將不符合要求的輪廓線以區(qū)別色標(biāo)記后，并將邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論傳送至顯示模塊； 步驟9，顯示模塊輸出對應(yīng)的邊界曲線、標(biāo)準(zhǔn)曲線及其結(jié)論，測試結(jié)束。
4.如權(quán)利要求3所述的起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測方法，其特征在于，通過人機界面設(shè)定或選取選擇工作級別模塊中的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線，設(shè)定或選定的標(biāo)準(zhǔn)邊界曲線傳送至上述曲率辨別模塊作為判定基準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開一種起重機械主梁或起重臂塑性變形機器視覺檢測裝置，包括靜力分析模塊和高分辨率相機，靜力分析模塊包括輸出端和輸入端依次連接的邊界提取模塊、除噪聲模塊、圖像拼接模塊、3D重組模塊、邊界曲線模塊、曲率辨別模塊和顯示模塊；還包括選擇工作級別模塊和不符處理模塊，選擇工作級別模塊的輸出端連接曲率辨別模塊的相應(yīng)輸入端，曲率辨別模塊的相應(yīng)輸出端連接不符處理模塊的輸入端，不符處理模塊的輸出端連接顯示模塊的相應(yīng)輸入端；高分辨率相機的輸出端連接邊界提取模塊的輸入端。本發(fā)明還涉及一種上述裝置的測試方法。本發(fā)明適用范圍廣且方便快捷，可快、準(zhǔn)、成本低廉地發(fā)現(xiàn)隱患，對保障作業(yè)人員的生命和保障使用單位的財產(chǎn)。
文檔編號G01B11/16GK102944184SQ201210434779
公開日2013年2月27日 申請日期2012年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月31日
發(fā)明者黃凱, 楊華成, 郭雯雯 申請人:黃凱, 楊華成, 福建省特種設(shè)備檢驗研究院泉州分院