基于双目视觉的电梯门安全检测系统研究
发布时间：2021-02-06 04:42
电梯门故障约占电梯总故障的2 3,其安全检测是电梯特种设备检测的重要内容之一。针对当前电梯门安全检测依然存在检测装置功能单一、操作复杂、携带不便等不足,本文基于双目视觉技术,开展电梯门安全检测方法及实验研究。通过分析电梯门安全检测需求和双目视觉三维坐标解算原理,提出电梯门双目视觉安全检测总体方案,它由电梯门图像采集硬件系统、图像标识点提取及匹配处理算法组成,主要针对电梯门间隙、关门行程动能、最快门扇平均关闭速度、门运行阻止关门力及门扇变形量等参数进行安全检测;重点解决该系统方案的图像标识点提取、图像标识点匹配等关键技术及难点。为提高电梯门安全检测精度,分别进行了电梯门双目视觉检测环形编码与圆形非编码标识点设计;根据电梯门动态检测需求,开展了双目摄像机选型设计、摄像机内外方位元素和双目位姿关系的标定方案及实验研究。针对电梯门图像采集过程中存在亮度变化的情况,采用图像加权平均灰度化,用改进的高斯滤波法消除图像噪声保留边缘信息的图像预处理;采用亮度阈值策略、自适应Canny边缘检测算法实现边缘点高精度定位,应用检测标识点几何特性和最小二乘拟合算法筛选标识点,用灰度加权质心法实现检测标识点的亚...
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯安全检测集成装置
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杭州电子科技大学硕士学位论文11电梯门强度检测需要将电梯门拆卸下来之后模拟电梯门的真实运行状态，通过双目摄像机采集施力前后电梯门表面变形情况，通过对比电梯门表面位置变化关系实现电梯门变形量的检测。基于双目视觉的电梯门强度检测原理图如图2.3所示，首先，先将电梯门拆卸下来。然后，在电梯门一侧表面（约5cm2）粘贴标识点。再次，在电梯门的另一侧使用重锤施加外力（约300N）在电梯门表面（粘贴标识点的反面）。最后，拍摄施力前后电梯门图像，通过对施力前后电梯门上标识点三维坐标的变化实现电梯门强度检测。(a)电梯门拆卸(b)施力前(c)施力后图2.3基于双目视觉的电梯门强度检测原理图2.3电梯门安全检测总体方案将双目视觉应用于电梯门安全检测，通过图像处理提取有效像素，匹配双目图像中同一像素点的对应关系，结合双目视觉检测原理，实现电梯门间隙、最快门扇平均关闭速度、关门行程动能、门运行阻止关门力及电梯门强度检测等安全参数的检测。由于电梯门表面有明显特征的点很少，为提高检测精度，引进检测标识点（包括编码标识点和非编码标识点），使用双目摄像机采集电梯门图像，通过电梯门图像标识点提取技术、匹配技术及标识点三维坐标求解等过程获得不同时刻下标识点的位置情况，通过标识点的位置变化关系获得电梯门安全参数值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于计算机视觉的井下输送带跑偏检测方法[J]. 林俊,党伟超,潘理虎,白尚旺. 煤矿机械. 2019(10)
[2]基于机器视觉的轴承座分类识别系统研究[J]. 付贵,刘莉雯,郭湘川. 机电工程. 2019(10)
[3]基于机器视觉技术检测印刷品质量的应用[J]. 王爱艾. 今日印刷. 2019(10)
[4]基于机器视觉识别技术的煤矿带式输送自适应控制系统设计[J]. 郝志伟. 煤炭工程. 2019(09)
[5]基于计算机视觉的混凝土裂缝识别[J]. 周颖,刘彤. 同济大学学报(自然科学版). 2019(09)
[6]电梯行业发展前景广阔,预计2023年中国电梯保有量超千万台[J]. 综合自前瞻产业经济学人. 变频器世界. 2019(06)
[7]电梯安全检测技术[J]. 张大峰. 科技创新与应用. 2018(36)
[8]机器人视觉的电梯轿厢门状态识别系统[J]. 金晓磊,潘鹏. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(04)
[9]基于故障树分析法的电梯检验现场安全管理研究[J]. 黄勇,陆晓. 机电信息. 2018(09)
[10]基于监控视频信号的电梯门运动轨迹识别算法[J]. 张媛,李岩,安婷婷,华志超,臧坤,李双全. 机械设计与制造工程. 2018(02)
硕士论文
[1]便携式电梯门综合性能检测装置的研究与设计[D]. 杨朝磊.贵州大学 2018
[2]近景摄影测量检测高速铁路轨道几何状态的精度研究[D]. 刘丽瑶.西南交通大学 2012
[3]电梯门系统状态监控和实验研究[D]. 郑淑娟.上海交通大学 2009
本文编号：3020169
【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
电梯安全检测集成装置
()()()()()()()()()()()()xyzrxyzxyzrxyzaXTbYTcZTxfaXTbYTcZTaXTbYTcZTyfaXTbYTcZT（2.5）由式（2.5）可知，通过摄像机的内部方位元素(,,)ooxyf、P点在双目图像上的图像坐标(,)rrxy、(,)llxy及两摄像机之间的位姿关系(RT)即可获得P点的三维坐标（X,Y,Z）。本文将电梯门安全检测分为电梯开关门运动状态检测和电梯门强度检测，电梯开关门运动状态检测可以分为电梯门间隙、最快门扇平均关闭速度、关门行程动能、门运行阻止关门力。基于双目视觉的电梯开关门运动状态检测原理如图2.2所示。为提高电梯门安全检测精度，引进标识点，将其粘贴至电梯门边缘，通过双目摄像机采集电梯门不同开关状态的图像，将图像传送至计算机，通过图像处理算法获得不同时刻下电梯门图像中标识点的像素信息，结合双目视觉检测原理实现不同时刻下标识点的位置信息，通过标识点位置变化关系获得门扇间隙、最快门扇平均关闭速度、关门行程动能、电梯门运行阻止关门力及变形量等电梯门参数值。(a)电梯门关闭状态(b)接受开门命令(c)开门中(d)电梯门全开状态图2.2基于双目视觉的电梯开关门运动状态检测原理图以图2.1为例，假设P、Q点是电梯门边缘上与地平行的两标识点，通过双目视觉原理可求得P、Q标识点在不同电梯门状态下的三维坐标，分别为,,iii（XYZ）、,,qiqiqi（XYZ），则不同状态下门间距id为：222iiqiiqiiqidXXYYZZ（2.6）通过对比不同时刻下电梯门间距可以获得门位移、门速度、门加速度等参数值。以图2.2（a）为例，假设P、Q点是电梯门边缘上与地平行的点，通过双目视觉原理可求得P、Q点的三维坐标分别为（X,Y,Z）、,,qqq（XYZ），则电梯门间隙d为：222PPPdXXYYZZ（2.7）
杭州电子科技大学硕士学位论文11电梯门强度检测需要将电梯门拆卸下来之后模拟电梯门的真实运行状态，通过双目摄像机采集施力前后电梯门表面变形情况，通过对比电梯门表面位置变化关系实现电梯门变形量的检测。基于双目视觉的电梯门强度检测原理图如图2.3所示，首先，先将电梯门拆卸下来。然后，在电梯门一侧表面（约5cm2）粘贴标识点。再次，在电梯门的另一侧使用重锤施加外力（约300N）在电梯门表面（粘贴标识点的反面）。最后，拍摄施力前后电梯门图像，通过对施力前后电梯门上标识点三维坐标的变化实现电梯门强度检测。(a)电梯门拆卸(b)施力前(c)施力后图2.3基于双目视觉的电梯门强度检测原理图2.3电梯门安全检测总体方案将双目视觉应用于电梯门安全检测，通过图像处理提取有效像素，匹配双目图像中同一像素点的对应关系，结合双目视觉检测原理，实现电梯门间隙、最快门扇平均关闭速度、关门行程动能、门运行阻止关门力及电梯门强度检测等安全参数的检测。由于电梯门表面有明显特征的点很少，为提高检测精度，引进检测标识点（包括编码标识点和非编码标识点），使用双目摄像机采集电梯门图像，通过电梯门图像标识点提取技术、匹配技术及标识点三维坐标求解等过程获得不同时刻下标识点的位置情况，通过标识点的位置变化关系获得电梯门安全参数值。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于计算机视觉的井下输送带跑偏检测方法[J]. 林俊,党伟超,潘理虎,白尚旺. 煤矿机械. 2019(10)
[2]基于机器视觉的轴承座分类识别系统研究[J]. 付贵,刘莉雯,郭湘川. 机电工程. 2019(10)
[3]基于机器视觉技术检测印刷品质量的应用[J]. 王爱艾. 今日印刷. 2019(10)
[4]基于机器视觉识别技术的煤矿带式输送自适应控制系统设计[J]. 郝志伟. 煤炭工程. 2019(09)
[5]基于计算机视觉的混凝土裂缝识别[J]. 周颖,刘彤. 同济大学学报(自然科学版). 2019(09)
[6]电梯行业发展前景广阔,预计2023年中国电梯保有量超千万台[J]. 综合自前瞻产业经济学人. 变频器世界. 2019(06)
[7]电梯安全检测技术[J]. 张大峰. 科技创新与应用. 2018(36)
[8]机器人视觉的电梯轿厢门状态识别系统[J]. 金晓磊,潘鹏. 单片机与嵌入式系统应用. 2018(04)
[9]基于故障树分析法的电梯检验现场安全管理研究[J]. 黄勇,陆晓. 机电信息. 2018(09)
[10]基于监控视频信号的电梯门运动轨迹识别算法[J]. 张媛,李岩,安婷婷,华志超,臧坤,李双全. 机械设计与制造工程. 2018(02)
硕士论文
[1]便携式电梯门综合性能检测装置的研究与设计[D]. 杨朝磊.贵州大学 2018
[2]近景摄影测量检测高速铁路轨道几何状态的精度研究[D]. 刘丽瑶.西南交通大学 2012
[3]电梯门系统状态监控和实验研究[D]. 郑淑娟.上海交通大学 2009
本文编号：3020169
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