專利名稱:基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置和檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及電梯導(dǎo)軌垂直度視覺測量技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置和檢測方法。
背景技術(shù):
隨著電梯行業(yè)的發(fā)展,電梯使用越來越多,電梯安全事故時有發(fā)生,對電梯的安全提出了更高的要求。而電梯導(dǎo)軌垂直度是電梯安全、可靠和穩(wěn)定運行的重要保障。對電梯安裝和運行過程中的垂直度檢測一直以來是ー個技術(shù)難題。傳統(tǒng)的方法是吊垂線法,需要人工干預(yù),而且每測量ー個位置都要重新固定基準(zhǔn),測量效率低,誤差很大。尤其在電梯維護(hù)過程中,由于缺少腳手架,更加無法操作。近些年,エ業(yè)上對電梯導(dǎo)軌垂直度檢測的主要方法是基于激光垂準(zhǔn)儀的方法,該儀器用激光束代替?zhèn)鹘y(tǒng)的拉線,該法實現(xiàn)簡單,提高了測量精度。但是每測量ー個位置都需要人工安放接收光靶,沒有腳手架使得作業(yè)很不安全,因此限制了其應(yīng)用。天津大學(xué)的研究團(tuán)隊提出了一種基于PSD(位置敏感器件)的電梯導(dǎo)軌動態(tài)測量系統(tǒng),在底部安裝激光發(fā)射器,通過拉桿使測量儀隨著轎廂在導(dǎo)軌上面運行,安裝在測量儀上面的PSD和CXD相機分別記錄導(dǎo)軌位置和接收激光光斑。這種方法雖然簡単, 不要人工干預(yù),測量快速??墒寝I廂的振動對測量誤差有影響,并且在安裝階段沒有轎廂, 不適合進(jìn)行導(dǎo)軌矯正。經(jīng)對現(xiàn)有技術(shù)的公開文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn),中國專利申請?zhí)?00410067147. 9,發(fā)明專利名稱電梯導(dǎo)軌垂直度檢測機器人,其特點是機器人通過兩個導(dǎo)向磁在導(dǎo)軌是自動運行,將激光垂直儀安裝在電梯導(dǎo)軌一端,CCD攝像模塊安裝在機器人上,單片機控制系統(tǒng)控制機器人的運行速度和運行高度。上述方案實現(xiàn)了對激光光斑的自動采集、存儲、處理,同時能避免由轎廂帶動檢測設(shè)備上下移動而引起的振動干擾,也適應(yīng)在電梯安裝階段,沒有安裝轎廂時的檢測??墒请S著樓層高度的増加,激光束形成的圓光斑發(fā)散變大且因光束干涉而抖動,很難確定準(zhǔn)確的光斑中心,使得測量誤差增加。對激光垂準(zhǔn)儀的安裝矯直也費時費力, 不能算是完全的自動化操作。且此法對光斑圖像的處理采用單片機系統(tǒng),效率比較低。中國專利申請?zhí)?00510027723. 1,發(fā)明專利名稱電梯導(dǎo)軌橫向位移測量裝置, 其特點是使用自動調(diào)整垂直的激光發(fā)光器,消除了安裝誤差,通過固定C⑶模塊在轎廂底端,同時采用計算機視頻圖像采集處理系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確,高效實時的顯示垂直度誤差, 提高了測量精度。但是轎廂的振動帶來的誤差以及激光光斑的發(fā)散使得光斑的中心位置不準(zhǔn)確,而且CCD模塊的校正必須通過手工調(diào)節(jié)來完成,不能實現(xiàn)完全自動化。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足,提出一種基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置和檢測方法,實現(xiàn)快速自動測量電梯導(dǎo)軌垂直度,測量過程簡單準(zhǔn)確可靠。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的
—種基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置,其特點在于該裝置包括垂直度檢測機器人、載物臺、發(fā)光圓環(huán)、攝像機和計算機,所述的垂直度檢測機器人置于待測電梯導(dǎo)軌上,攜帯垂直于電梯導(dǎo)軌安裝的載物臺上的發(fā)光圓環(huán)沿著導(dǎo)軌自主運行,在所述的發(fā)光圓環(huán)的正下方安裝所述的攝像機,該攝像機豎直向上對準(zhǔn)所述的發(fā)光圓環(huán),該攝像機的輸出端與所述的計算機相連。利用上述檢測裝置對電梯導(dǎo)軌垂直度的檢測方法,其特點在于該方法包括下列步驟①將所述的垂直度檢測機器人、載物臺、發(fā)光圓環(huán)安裝在待測的電梯導(dǎo)軌上,保障所述的發(fā)光圓環(huán)水平,在所述的發(fā)光圓環(huán)的正下方安裝所述的攝像機,該攝像機豎直向上對準(zhǔn)所述的發(fā)光圓環(huán),所述的攝像機的輸出端與所述的計算機相連;②對攝像機(5)進(jìn)行標(biāo)定,確定攝像機內(nèi)部參數(shù)和一階徑向畸變參數(shù),建立發(fā)光圓環(huán)的成像模型,得到發(fā)光圓環(huán)圓心的坐標(biāo)(Xtl y0)和成像橢圓中心坐標(biāo)0 n0)之間的關(guān)
權(quán)利要求
1.一種基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置,其特征在于該裝置包括垂直度檢測機器人(2)、載物臺(3)、發(fā)光圓環(huán)(4)、攝像機(5)和計算機出),所述的垂直度檢測機器人 (2)設(shè)置在待測電梯導(dǎo)軌(I)上,攜帯垂直于電梯導(dǎo)軌(I)安裝的載物臺(3)上的發(fā)光圓環(huán)(4)沿著導(dǎo)軌(I)自主運行,在所述的發(fā)光圓環(huán)(4)的正下方安裝所述的攝像機(5),該攝像機(5)豎直向上對準(zhǔn)所述的發(fā)光圓環(huán)(4),所述的攝像機(5)的輸出端與所述的計算機 (6)相連。
2.利用權(quán)利要求I所述的檢測裝置對電梯導(dǎo)軌垂直度的檢測方法,其特征在于該方法包括下列步驟①將所述的垂直度檢測機器人(2)、載物臺(3)、發(fā)光圓環(huán)(4)安裝在待測的電梯導(dǎo)軌 (I)上,保障所述的發(fā)光圓環(huán)(4)水平,在所述的發(fā)光圓環(huán)(4)的正下方安裝所述的攝像機 (5),豎直向上對準(zhǔn)所述的發(fā)光圓環(huán)(4),所述的攝像機(5)的輸出端與所述的計算機(6)相連;②對攝像機(5)進(jìn)行標(biāo)定,確定攝像機內(nèi)部參數(shù)和一階徑向畸變參數(shù),建立發(fā)光圓環(huán)的成像模型,得到發(fā)光圓環(huán)圓心的坐標(biāo)(X。y(l)和成像橢圓中心坐標(biāo)0 n0)之間的關(guān)系式
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電梯導(dǎo)軌垂直度的檢測方法,其特征在于,所述的圖像預(yù)處理,包括圖像灰度化,平滑,ニ值化等操作,然后利用攝像機的ー階徑向畸變參數(shù)對圖像進(jìn)行畸變校正,得到不含畸變信息的圖像,然后通過Canny變換檢測出圖像邊緣,為了提取更加清晰的單邊緣,加入腐蝕膨脹等操作進(jìn)行邊緣細(xì)化,最后由最小二乗法擬合出發(fā)光圓環(huán)的圖像橢圓的中心坐標(biāo)Oni Iii)。
全文摘要
一種基于視覺測量的電梯導(dǎo)軌垂直度檢測裝置和檢測方法,利用電梯導(dǎo)軌垂直度檢測機器人攜帶一個垂直安裝在其上的發(fā)光圓環(huán)在導(dǎo)軌上面行走,在導(dǎo)軌的底端安裝一個攝像機對準(zhǔn)圓環(huán)進(jìn)行攝像輸入計算機;經(jīng)計算機的圖像處理,精確地計算出發(fā)光圓環(huán)的圓心坐標(biāo)和相應(yīng)的發(fā)光圓環(huán)的高度,然后描繪出待測電梯的垂直度的變化曲線并實時的顯示在計算機顯示屏上。本發(fā)明能全自動智能檢測,避免了激光成像帶來的誤差,減少了人工介入引起的誤差。操作方便,檢測精度高,運算速度快。本發(fā)明能夠適用于多種場合,不但可以應(yīng)用于電梯安裝與維護(hù)階段時的垂直度檢測,也可以對導(dǎo)軌的扭曲度進(jìn)行檢測,以及其他工業(yè)方面如鐵軌檢測及圓形零件檢測等。
文檔編號G01B11/26GK102607467SQ201210058898
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者唐品, 樊延峰, 謝煬, 趙群飛 申請人:上海交通大學(xué)