三維視覺系統(tǒng)進(jìn)行繩磨損分析

三維（3D）成像可以用來驗證繩和電纜的質(zhì)量來測量間距長度和直徑，并確定繩表面損傷和類型的磨損，精度超過目前的方法，提高安全性。

三維（3D）成像可以驗證繩和電纜的質(zhì)量，測量繩子的任何部分的間距長度和直徑，并確定在繩索表面上的磨損的損壞和類型，與精度超過目前的方法，它可以提高安全性。鋼絲和織物繩索在它們所使用的所有設(shè)備的操作是安全性關(guān)鍵的基本元件。它們包括范圍很廣的機(jī)器：纜索鐵路，礦井提升機(jī)，客貨電梯，起重機(jī)，門式起重機(jī)，和絞車。鋼絲繩很受歡迎，因為它們的磨損特性和確定使用壽命的方法是公知的。繩索通常是測試的特征參數(shù)，如間距長度和繩直徑。另一個重要的評價，調(diào)試，是在繩子表面的可見光損傷的評估。使用接觸式測量儀器對瀝青長徑和鋼絲繩直徑進(jìn)行測量。表面缺陷進(jìn)行評估，定期使用可視化的方法（VT）。使用接觸法測量直徑和間距，如用尺。

也存在確定磁性繩測試（MRT）信號的頻率分析的基礎(chǔ)上，節(jié)距長度的方法，但這種方法不允許直徑的同時儀器輔助測量。該磁探傷方法也可能不被用于纖維繩，這是在所有的行業(yè)越來越流行。迄今為止，一直沒有簡單而準(zhǔn)確的測量方法，這將使行程長度和繩索的直徑的連續(xù)和同時測量。

使用三維機(jī)器視覺技術(shù)為間距和直徑的連續(xù)測量也允許繩表面上的磨損的使用過程中的控制。

織繩測量

三維視覺系統(tǒng)可以成功地使用在研究對象的幾何參數(shù)的評價和它們的表面參數(shù)的評價。三維圖像的構(gòu)建方法是基于在之前的一篇文章中討論了使用照相機(jī)和激光。基于圖像分析，確定高度分布，然后用它來建立一個三維圖像。鋼絲繩參數(shù)的測量和評價是在繩子的整個長度上連續(xù)進(jìn)行的。這允許評估沿繩索的長度的參數(shù)的變化，并評估在操作過程中的繩索的選擇的參數(shù)的變化，以及一個廣泛的額外的參數(shù)顯示在3D圖像。

視覺系統(tǒng)的配置如圖1所示。激光束照亮繩子的關(guān)系在其軸線的90°。相機(jī)設(shè)定在45°角度的激光平面（圖1）。這樣的配置，得到各軸，分別為以下決議：Δx = 0.15 [毫米]，Δy = 0.15 [毫米]，Δz = 0.21 [毫米]

 

 

視覺系統(tǒng)獲取圖像到一個單色CMOS在這樣一種方式，圖像只顯示了激光線，它允許高度輪廓的測定。以下組件的高度對連續(xù)圖像彼此隔開的Δy = 0.15 [毫米]確定，建立了鋼絲繩的表面三維圖像（圖2）。使用三臺攝像機(jī)系統(tǒng)設(shè)置每120°繞繩允許速度可達(dá)每秒幾千測量一個完整的繩索表面檢查形象建設(shè)。

圖2

 

 

繩索表面的三維圖像之前的任何測量程序進(jìn)行預(yù)處理。這是為了去除任何“噪音”可見的繩索表面的圖像中，并進(jìn)行測量（圖3a）做準(zhǔn)備。測量算法基于檢測股線的邊緣，如形成繩子的表面和其分割（圖3b）的小線。然后，對于每個繩股的，特征點(diǎn)被確定，它定義了繩索的軸線上方的繩股的最大高度。繩的間距長度是根據(jù)一給定鏈的邊緣或特征點(diǎn)之間的距離進(jìn)行測量。一股的部分是3D圖像上的白點(diǎn)可見。

圖3

 

測量節(jié)距長度的另一種方法是配置視覺系統(tǒng)，以便該激光線平行于繩索的軸線。在這種情況下，繩索表面示出了形成繩的直徑股線的布置。在所提出的配置節(jié)距長度可以為每個繩股的測定。在間距長度的變化的分析允許繩索或他們的傷害（圖4）的磨損的間接評估。應(yīng)注意在圖像中由激光線的失真支付給任何的多股纖維的損傷，可見。在3D圖像這一附加信息定義到繩子損壞。圖4b示出了繩索表面的過濾高度輪廓，用于測量所述繩的間距長度制備。

圖4

 

繩直徑是從繩的三維圖像獲得的橫截面的分析的基礎(chǔ)上測定的。繩子中心并且每個橫截面的直徑的坐標(biāo)被確定。在所采用的視覺系統(tǒng)的配置，有可能來確定直徑每0.15[mm]的沿其軸線轉(zhuǎn)動。這允許對在直徑擾動的形式，例如損害的繩索和記錄的表面上單獨(dú)的線或股線的裂紋的檢測。

圖5

 

利用繩索表面的三維圖像的允許的缺陷進(jìn)行檢測。測試過程中記錄的缺陷為鋼絲繩和纖維繩有所不同。在鋼繩索的情況下，缺陷包括在形成線料，在圖6b所示的瓶頸或在圖6a為可見股線的排列凹槽，和裂縫的股線，或?qū)Ь€。在纖維繩的情況下，在鏈結(jié)構(gòu)的變形的形式的缺陷已被識別，如圖6d中，以及股線的磨損表面層，如圖6c中投射激光線影像中。這些扭曲也可以在圖6d的在鏈面的局部變形的形式的底部部分可以看到。

圖6

 

這里使用的繩索表面的三維圖像，

繩索的任何部分的節(jié)距長度的測量

繩索的任何截面的直徑的測量

繩的表面上的損傷和磨損的類型的識別。

 

  記錄和測量結(jié)果分析允許各種參數(shù)及其作為繩操作時間在其應(yīng)用程序中的功能的變化的比較。此方法，并作為一個連續(xù)的過程進(jìn)行測量的頻率的精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過的鋼繩和缺陷在其表面上的幾何特征的測量電流的方法的能力。