一種卷揚機鋼纜檢測裝置及其方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種卷揚機鋼纜檢測裝置，包括適于安裝在卷揚機鋼纜正面的圖像采集單元，該圖像采集單元包含成像儀及上、下激光器，其中：該成像儀設(shè)于所述上、下激光器之間并與鋼纜具有間距，其中該成像儀具有鏡頭并以所述鋼纜為采集目標，所述上、下激光器為相同構(gòu)件，相對于該鏡頭的前后方位設(shè)置且均具有發(fā)光口，所述發(fā)光口相對于目標以夾角分別朝向該成像儀采集目標，且分別投射的光幕與該成像儀采集目標區(qū)域形成重合區(qū)，該重合區(qū)為光斑區(qū)，藉由前述結(jié)構(gòu)構(gòu)造的結(jié)合，解決了采集異常光斑而造成的錯判、誤判的技術(shù)問題，從而達成了提升檢測準確率的良好效果。
【專利說明】一種卷揚機鋼纜檢測裝置及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及作業(yè)運輸?shù)摹炯夹g(shù)領(lǐng)域】，尤指一種卷揚機鋼纜檢測裝置及其方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的鋼纜完整性檢測方法有:
1.接觸式鋼纜完整性檢測方法存在施工難、對鋼纜有接觸性安裝會導致鋼纜多了一個額外的故障點。
[0003]2.非接觸式鋼纜完整性檢測方法一般使用光電對射遮擋式，光電對射式需要安裝在距離鋼纜10公分左右，同樣對鋼纜正常運行有威脅。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供可提升檢測準確率的一種卷揚機鋼纜檢測裝置及其方法。
[0005]為達成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是:提供一種卷揚機鋼纜檢測裝置，包括適于安裝在卷揚機鋼纜正面的圖像采集單元，該圖像采集單元包含成像儀及上、下激光器，其中:該成像儀設(shè)于所述上、下激光器之間并與鋼纜具有間距，其中該成像儀具有鏡頭并以所述鋼纜為采集目標，所述上、下激光器為相同構(gòu)件，相對于該鏡頭的前后方位設(shè)置且均具有發(fā)光口，所述發(fā)光口分別朝向該成像儀采集目標，且分別投射的光幕與該成像儀采集目標區(qū)域形成重合區(qū)，該重合區(qū)為光斑區(qū)。
[0006]在本發(fā)明中優(yōu)選，該成像儀還包括主體以及該主體與鏡頭之間設(shè)有的濾光片。
[0007]在本發(fā)明中優(yōu)選，該主體內(nèi)設(shè)圖像處理模塊，向外設(shè)有電性端口且包含外接電源端口。
[0008]在本發(fā)明中優(yōu)選，該圖像采集單元還包括前上交點、居中交點和后下交點。
[0009]在本發(fā)明中優(yōu)選，該上激光器以其發(fā)光口的中心點對齊該前上交點設(shè)置，該成像儀以其鏡頭光圈的中心點對齊該居中交點設(shè)置，以及該下激光器以其發(fā)光口的中心點對齊該后下交點設(shè)置。
[0010]在本發(fā)明中優(yōu)選，該鏡頭以其光圈中心點與該鋼纜連線形成直角，該上激光器以其發(fā)光口中心點與該鋼纜連線形成45度角，以及該下激光器以其發(fā)光口中心點與該鋼纜連線形成45度角。
[0011]為達成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是:提供一種卷揚機鋼纜檢測方法，包括將圖像采集單元安裝在卷揚機鋼纜正面并具有符合采集鋼纜信息的距離，該鋼纜為循環(huán)動態(tài)構(gòu)件，該圖像采集單元為固定靜態(tài)構(gòu)件并包括成像儀及上、下激光器，該成像儀包括主體及鏡頭，該主體內(nèi)部設(shè)有圖像處理模塊，其中:將成像儀設(shè)于上、下激光器之間，其中成像儀的目標區(qū)域為鏡頭直面采集鋼纜經(jīng)過的區(qū)域，上激光器相對于鋼纜以45度的角度設(shè)在鏡頭較前且較上位置，而下激光器相對于鋼纜以45度的角度設(shè)在鏡頭較后且較下位置，當上、下激光器投射光幕至成像儀的目標區(qū)域時，與目標區(qū)域中經(jīng)過的鋼纜形成相對恒定的光斑，當鋼纜出現(xiàn)斷股或斷絲時，成像儀采集到的光斑將會產(chǎn)生異常，經(jīng)圖像處理模塊進行運算后發(fā)送預警信號。
[0012]在本發(fā)明中優(yōu)選，該恒定的光斑是鋼纜未出現(xiàn)斷股或斷絲現(xiàn)象時，其光斑位置、大小、形狀及數(shù)量均無變化；反之，當鋼纜出現(xiàn)斷股或斷絲的異?，F(xiàn)象，其光斑位置、大小、形狀及數(shù)量將會因此而產(chǎn)生變化。
[0013]在本發(fā)明中優(yōu)選，該成像儀還包括設(shè)置在主體與鏡頭之間的濾光片。
[0014]在本發(fā)明中優(yōu)選，該濾光片用來過濾除激光器之外的光線。
[0015]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的效果是:藉由上、下激光器相對于鋼纜為傾斜45度角度的設(shè)置，使得鋼纜背后物體不會產(chǎn)生異常光斑，從而有效地解決了采集到異常光斑而造成成像儀錯判、誤判的技術(shù)問題。同時，由于使用了可見光過濾鏡片，只允許紅外激光通過，完全杜絕了環(huán)境光的干擾，使得圖像識別算法簡單、高效及準確的良好效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明較佳實施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2是圖1中主體結(jié)構(gòu)的方框示意圖。
[0018]圖3是本發(fā)明所要解決技術(shù)問題的組件的結(jié)構(gòu)位置示意圖。
【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合具體實施例及附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當理解為對本發(fā)明的限制。
[0020]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指
示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當理解為對本發(fā)明的限制。
[0021]本發(fā)明提供一種卷揚機鋼纜檢測裝置。請參閱圖1所示，在本發(fā)明之實施例中，所述卷揚機鋼纜檢測裝置除包括電源(未圖示)、連接計算機(未圖示)之外，還包括鋼纜10、圖像采集單元20。
[0022]下文將對所述卷揚機鋼纜檢測裝置各組成部分及其工作原理作進一步詳細描述。
[0023]所述鋼纜10為縱向設(shè)置，至少為I根，在本實施例中，圖示中為并列的等距離設(shè)置有4根，并包括斷股或斷絲11。
[0024]所述圖像采集單元20安裝于該鋼纜10正面并包括成像儀21及第一、第二一字線激光器22、23 (以下簡稱“上、下激光器”)，其中:該成像儀21以采集鋼纜10圖像信息為目標，設(shè)置于所述上、下激光器22、23之間，并與鋼纜10之間具有采集最佳圖像信息的距離；所述上、下激光器22、23為相同構(gòu)件，其投射方向的設(shè)置角度分別朝著所述成像儀21采集鋼纜10目標的位置，使得該上、下激光器22、23分別的投射光幕能夠與所述成像儀21采集目標的區(qū)域形成重合區(qū)(如光斑區(qū))30。在本實施例中，該成像儀21包括主體211、鏡頭212以及在該主體211與鏡頭212之間設(shè)有濾光片213，請結(jié)合參閱圖2所示，所述主體211，內(nèi)設(shè)圖像處理模塊2111以及供與外部連接的電性端口 2112，所述電性端口 2112系通過線纜與所述計算機連通。在本實施例中，所述主體211還設(shè)置有外接電源端口 2113，可供直流電源接入。請再參閱圖1所示，該鏡頭212與所述上、下激光器22、23裝設(shè)的具體位置是:橫向看，所述上、下激光器22、23相對于該鏡頭212位置呈前后設(shè)置。在本實施例中，該成像儀21與所述上、下激光器22、23之間縱向設(shè)置的間距為等間距，或者因其它因素所需其縱向設(shè)置的間距也可為不等間距。然而，該鏡頭212與所述上、下激光器22、23之間橫向(SP前后)設(shè)置的間距為等間距，或者因其它因素所需其橫向設(shè)置的間距也可為不等間距。
[0025]為了清楚地說明該成像儀21與所述上、下激光器22、23之間縱、橫向布設(shè)的位置關(guān)系，下面結(jié)合圖1中圖像采集單元20作具體說明:
該圖像采集單元20包括的組件(如上激光器22、成像儀21以及下激光器23)布設(shè)位置，例如:
請看結(jié)合參閱圖3所示，組件之間的橫向排列(即以前、后方位)劃分，用A、B、C三縱線作為標記；組件之間的縱向排列(即以上、下方位)劃分，用D、E、F三橫線作為標記。下面按其縱線與橫線相交的坐標線方位作進一行說明，其中:相對在前的A線與相對在上的D線相交，即形成AD交點(稱為“前上交點”)，相對在中的B線與相對在中的E線相交，即形成BE交點(稱為“居中交點”)，以及相對在后的C線與相對在下的F線相交，即形成CF交點(稱為“后下交點”)。然而，當安裝成像儀21時，其鏡頭成像的中心點需與居中交點的坐標位置相重合；當安裝上激光器22時，其上激光器22發(fā)光口的中心點需與前上交點的坐標位置相重合，以及當安裝下激光器23時，其下激光器23發(fā)光口的中心點需與后下交點的坐標位置相重合。下面再進一步說明這些組件的安裝位置及其分別的目標方向，例如:將E線向前延伸，其與鋼纜10之間視為等分平角(即上下兩直角)，因此當參照E線安裝成像儀10時，其鏡頭光圈的中心點與鋼纜10之間即為上、下直角。然而，藉此鏡頭光圈的中心點與鋼纜10之間為直角為例作參照，該上激光器22發(fā)光口的中心點的射線向下與鋼纜10相交時便形成為45度角，依此該上激光器22相對于鋼纜向下呈45度角的方位安裝，以此類推，該下激光器23發(fā)光口的中心點的射線向上與鋼纜10相交時也會形成為45度角，依此該下激光器23則相對于鋼纜向上呈45度角的方位安裝。在本實施例中，所述成像儀21相對于采集目標(如鋼纜10)系基于直角安裝，當所述上、下激光器22、23以覆蓋成像儀21采集目標(如鋼纜10)為投射目標時，其分別為傾斜45度的角度安裝。藉此成像儀21居中直角安裝以及該上、下激光器22、23分別居前、后并以傾斜45度角安裝的技術(shù)手段，避免了投射到背后物體上形成無關(guān)的光斑的技術(shù)問題，從而有效地提升了產(chǎn)品精度。
[0026]所述光斑區(qū)30是該成像儀21采集區(qū)與該上、下激光器22、23投射區(qū)的重疊區(qū)域(也稱“光幕區(qū)”)，該光斑區(qū)30可供鋼纜10在其中移動，所述鋼纜10在該光斑區(qū)30中移動時所占用的區(qū)域范圍一般小于該光斑區(qū)30的范圍，藉此使得該上、下激光器22、23投射于移動來的該鋼纜10上形成光斑31、32。當該鋼纜超出光斑區(qū)30)時，成像儀21將不會采集，即為無光斑區(qū)33 (如圖1所示)，同樣，正因為該上、下激光器22、23相對于鋼纜為傾斜45度角設(shè)置，所以鋼纜背后物體也不會產(chǎn)生異常光斑，藉此解決了檢測裝置錯誤地采集到異常光斑而造成錯判、誤判的技術(shù)問題，從而大大地提升了檢測的準確率。
[0027]綜上，主要說明了該卷揚機鋼纜檢測裝置的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造，下面簡要說明其工作原理:
該檢測裝置主要應(yīng)用于電梯上，其中所述上、下激光器22、23的光源是用直流電驅(qū)動，其發(fā)射的激光將會在平板目標上形成一條直線，而非平常的點狀。但如果目標是線條(如鋼纜10)則會形成點狀激光光斑，(如光斑31、32)。其安裝角度主要是為了避免激光在目標(鋼纜10)背后的物體上形成光斑，也避免圖像采集單元20采集到這類光斑而干擾了準確判斷。然而，所述光斑31、32是由激光發(fā)射器投射到鋼纜10上形成的，再通過設(shè)于該鋼纜10正面的鏡頭212采集所述光斑31、32，經(jīng)圖像處理模塊2111比較后將光斑信號傳輸?shù)接嬎銠C中成像而達到檢測目的。
[0028]請再參閱圖1所示，所述卷揚機鋼纜檢測裝置在檢測過程中，為了避免采集到激光在目標(鋼纜10)背后物體上所形成光斑，將所述上下激光器22、23投射的目標，相對于鏡頭212采集的目標以45度左右的夾角安裝。鏡頭是用來采集鋼纜10上的激光光斑，而圖像處理模塊2111則具有識別光斑位置、大小、形狀及數(shù)量功能，藉此通過光斑的變異來判斷鋼纜10的完好與否，從而達成檢測預警效果。在此也有必要對其檢測效果作舉例說明，例如:上、下激光器22、23投射于移動經(jīng)過的鋼纜10時，在正常情況下，光斑31的位置、大小、形狀及數(shù)量等應(yīng)該是恒定的(如圖1中標號31);當鋼纜10出現(xiàn)異常(如斷股或斷絲11)時，處于光斑區(qū)30的光斑會因鋼纜10異常而出現(xiàn)(如光斑位置、大小、形狀或者數(shù)量)的變化，如圖1中，鋼纜10因斷股或斷絲11產(chǎn)生異常，即增加光斑32或者減小光斑31，在本實施例中，舉例為斷絲11，即增加了光斑32。由于該檢測裝置面對鋼纜10進行著不間斷檢測預警，有效地將電梯使用控制在安全系數(shù)之內(nèi)。在本實施例中，所述濾光片213可用來過濾除激光器之外的光線。在本實施例中，分別定位在前上交點、居中交點以及后下交點的上激光器22、成像儀21和下激光器23是設(shè)置在同一載體上的一體機構(gòu)，且該前上交點、居中交點以及后下交點是處在同一載體的不同層面；在本實施例中，因安裝環(huán)境因素的變化，其分別定位在前上交點、居中交點以及后下交點的上激光器22、成像儀21和下激光器23屬于分立設(shè)置的機構(gòu)，且該前上交點、居中交點以及后下交點是處在不同載體的不同層面。
[0029]在本實施例中，該圖像處理模塊2111將所述目標圖像與預設(shè)閾值進行比較，若所述目標圖像某一區(qū)域的相對于所述預設(shè)閾值出現(xiàn)變化，則判斷所述目標區(qū)域存在異常，進而獲得檢測結(jié)果。優(yōu)選地，圖像處理模塊2111包括具有圖像處理功能的嵌入式處理單元，如CPU或DSP處理單元，圖像處理模塊2111基于預設(shè)其中的圖像檢測算法對所述目標圖像進行檢測，并獲得檢測結(jié)果。
[0030]在本實施例中，該圖像處理模塊2111通過計算機連接，也可直接與電梯運行監(jiān)控模塊(未圖示)電連接。圖像處理模塊2111檢測完畢后，電梯運行監(jiān)控模塊根據(jù)所述檢測結(jié)果向電梯運行監(jiān)控平臺(未圖示)發(fā)送告警信息，通知維護保養(yǎng)單位進行檢修更換。
[0031]優(yōu)選地，本發(fā)明中還可采用多個成像儀配合激光器工作的設(shè)置方式，也可采用多個激光器以不同角度安裝并配合成像儀的設(shè)置方式，從而進一步提高或者拓寬本發(fā)明所述之檢測裝置的精度或者應(yīng)用領(lǐng)域。
[0032]本發(fā)明提供的檢測裝置采用傾斜激光器配合成像儀的工作原理，其激光器光幕能夠覆蓋目標區(qū)域，避免了背后物體上形成無關(guān)的光斑造成漏檢或者誤檢，即檢測精度不足的缺點；另一方面通過成像儀采集激光圖像，由圖像處理模塊基于圖像檢測算法比較激光圖像內(nèi)是否出現(xiàn)異常，從而判別所述目標區(qū)域內(nèi)是否存在異常。本發(fā)明具有檢測精度高、檢測無盲區(qū)的優(yōu)點，從而有效避免電梯的安全事故，同時整個裝置結(jié)構(gòu)簡單、工作穩(wěn)定、系統(tǒng)成本低廉。
【權(quán)利要求】
1.一種卷揚機鋼纜檢測裝置，包括適于安裝在卷揚機鋼纜正面的圖像采集單元，該圖像采集單元包含成像儀及上、下激光器，其特征在于:該成像儀設(shè)于所述上、下激光器之間并與鋼纜具有間距，其中該成像儀具有鏡頭并以所述鋼纜為采集目標，所述上、下激光器為相同構(gòu)件，相對于該鏡頭的前后方位設(shè)置且均具有發(fā)光口，所述發(fā)光口相對于目標以夾角分別朝向該成像儀采集目標，且分別投射的光幕與該成像儀采集目標區(qū)域形成重合區(qū)，該重合區(qū)為光斑區(qū)。
2.如權(quán)利要求1所述的卷揚機鋼纜檢測裝置，其特征在于:該成像儀還包括主體以及該主體與鏡頭之間設(shè)有的濾光片。
3.如權(quán)利要求2所述的卷揚機鋼纜檢測裝置，其特征在于:該主體內(nèi)設(shè)圖像處理模塊，向外設(shè)有電性端口且包含外接電源端口。
4.如權(quán)利要求3所述的卷揚機鋼纜檢測裝置，其特征在于:該圖像采集單元還包括前上交點、居中交點和后下交點。
5.如權(quán)利要求4所述的卷揚機鋼纜檢測裝置，其特征在于:該上激光器以其發(fā)光口的中心點對齊該前上交點設(shè)置，該成像儀以其鏡頭光圈的中心點對齊該居中交點設(shè)置，以及該下激光器以其發(fā)光口的中心點對齊該后下交點設(shè)置。
6.如權(quán)利要求5所述的卷揚機鋼纜檢測裝置，其特征在于:該鏡頭以其光圈中心點與該鋼纜連線形成直角，該上激光器以其發(fā)光口中心點與該鋼纜連線形成45度角，以及該下激光器以其發(fā)光口中心點與該鋼纜連線形成45度角。
7.一種卷揚機鋼纜檢測方法，包括將圖像采集單元安裝在卷揚機鋼纜正面并具有符合采集鋼纜信息的距離，該鋼纜為循環(huán)動態(tài)構(gòu)件，該圖像采集單元為固定靜態(tài)構(gòu)件并包括成像儀及上、下激光器，該成像儀包括主體及鏡頭，該主體內(nèi)部設(shè)有圖像處理模塊，其特征在于:將成像儀設(shè)于上、下激光器之間，其中成像儀的目標區(qū)域為鏡頭直面采集鋼纜經(jīng)過的區(qū)域，上激光器相對于鋼纜以45度的角度設(shè)在鏡頭較前且較上位置，而下激光器相對于鋼纜以45度的角度設(shè)在鏡頭較后且較下位置，當上、下激光器投射光幕至成像儀的目標區(qū)域時，與目標區(qū)域中經(jīng)過的鋼纜形成相對恒定的光斑，當鋼纜出現(xiàn)斷股或裂股時，成像儀采集到的光斑將會產(chǎn)生異常，經(jīng)圖像處理模塊進行運算后發(fā)送預警信號。
8.如權(quán)利要求7所述的卷揚機鋼纜檢測方法，其特征在于:該恒定的光斑是鋼纜未出現(xiàn)斷股或斷絲現(xiàn)象時，其光斑位置、大小、形狀及數(shù)量均無變化；反之，當鋼纜出現(xiàn)斷股或裂股的異?，F(xiàn)象，其光斑位置、大小、形狀及數(shù)量將會因此而產(chǎn)生變化。
9.如權(quán)利要求8所述的卷揚機鋼纜檢測方法，其特征在于:該成像儀還包括設(shè)置在主體與鏡頭之間的濾光片。
10.如權(quán)利要求9所述的卷揚機鋼纜檢測方法，其特征在于:該濾光片用來過濾除激光器之外的光線。
【文檔編號】G01N21/892GK104034734SQ201410286650
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月25日
【發(fā)明者】戢波, 林維專 申請人:深圳市云特科技有限公司