三维视觉系统进行绳磨损分析

三维（3D）成像可以用来验证绳和电缆的质量来测量间距长度和直径 ，并确定绳表面损伤和类型的磨损 ，精度超过目前的方法 ，提高安全性 。

三维（3D）成像可以验证绳和电缆的质量 ，测量绳子的任何部分的间距长度和直径 ，并确定在绳索表面上的磨损的损坏和类型 ，与精度超过目前的方法 ，它可以提高安全性 。钢丝和织物绳索在它们所使用的所有设备的操作是安全性关键的基本元件 。它们包括范围很广的机器 ：缆索铁路 ，矿井提升机 ，客货电梯 ，起重机 ，门式起重机 ，和绞车 。钢丝绳很受欢迎 ，因为它们的磨损特性和确定使用寿命的方法是公知的 。绳索通常是测试的特征参数 ，如间距长度和绳直径 。另一个重要的评价 ，调试 ，是在绳子表面的可见光损伤的评估 。使用接触式测量仪器对沥青长径和钢丝绳直径进行测量 。表面缺陷进行评估 ，定期使用可视化的方法（VT） 。使用接触法测量直径和间距 ，如用尺 。

也存在确定磁性绳测试（MRT）信号的频率分析的基础上 ，节距长度的方法 ，但这种方法不允许直径的同时仪器辅助测量 。该磁探伤方法也可能不被用于纤维绳 ，这是在所有的行业越来越流行 。迄今为止 ，一直没有简单而准确的测量方法 ，这将使行程长度和绳索的直径的连续和同时测量 。

使用三维机器视觉技术为间距和直径的连续测量也允许绳表面上的磨损的使用过程中的控制 。

织绳测量

三维视觉系统可以成功地使用在研究对象的几何参数的评价和它们的表面参数的评价 。三维图像的构建方法是基于在之前的一篇文章中讨论了使用照相机和激光 。基于图像分析 ，确定高度分布，然后用它来建立一个三维图像 。钢丝绳参数的测量和评价是在绳子的整个长度上连续进行的 。这允许评估沿绳索的长度的参数的变化 ，并评估在操作过程中的绳索的选择的参数的变化 ，以及一个广泛的额外的参数显示在3D图像 。

视觉系统的配置如图1所示 。激光束照亮绳子的关系在其轴线的90° 。相机设定在45°角度的激光平面（图1） 。这样的配置 ，得到各轴 ，分别为以下决议 ：Δx = 0.15 [毫米] ，Δy = 0.15 [毫米]，Δz = 0.21 [毫米]

 

 

视觉系统获取图像到一个单色CMOS在这样一种方式 ，图像只显示了激光线 ，它允许高度轮廓的测定 。以下组件的高度对连续图像彼此隔开的Δy = 0.15 [毫米]确定 ，建立了钢丝绳的表面三维图像（图2） 。使用三台摄像机系统设置每120°绕绳允许速度可达每秒几千测量一个完整的绳索表面检查形象建设 。

图2

 

 

绳索表面的三维图像之前的任何测量程序进行预处理 。这是为了去除任何“噪音”可见的绳索表面的图像中，并进行测量（图3a）做准备 。测量算法基于检测股线的边缘 ，如形成绳子的表面和其分割（图3b）的小线。然后 ，对于每个绳股的 ，特征点被确定 ，它定义了绳索的轴线上方的绳股的最大高度 。绳的间距长度是根据一给定链的边缘或特征点之间的距离进行测量 。一股的部分是3D图像上的白点可见 。

图3

 

测量节距长度的另一种方法是配置视觉系统 ，以便该激光线平行于绳索的轴线 。在这种情况下 ，绳索表面示出了形成绳的直径股线的布置 。在所提出的配置节距长度可以为每个绳股的测定 。在间距长度的变化的分析允许绳索或他们的伤害（图4）的磨损的间接评估 。应注意在图像中由激光线的失真支付给任何的多股纤维的损伤 ，可见 。在3D图像这一附加信息定义到绳子损坏 。图4b示出了绳索表面的过滤高度轮廓 ，用于测量所述绳的间距长度制备 。

图4

 

绳直径是从绳的三维图像获得的横截面的分析的基础上测定的 。绳子中心并且每个横截面的直径的坐标被确定 。在所采用的视觉系统的配置 ，有可能来确定直径每0.15[mm]的沿其轴线转动 。这允许对在直径扰动的形式 ，例如损害的绳索和记录的表面上单独的线或股线的裂纹的检测 。

图5

 

利用绳索表面的三维图像的允许的缺陷进行检测 。测试过程中记录的缺陷为钢丝绳和纤维绳有所不同 。在钢绳索的情况下 ，缺陷包括在形成线料 ，在图6b所示的瓶颈或在图6a为可见股线的排列凹槽 ，和裂缝的股线 ，或导线 。在纤维绳的情况下 ，在链结构的变形的形式的缺陷已被识别 ，如图6d中 ，以及股线的磨损表面层 ，如图6c中投射激光线影像中 。这些扭曲也可以在图6d的在链面的局部变形的形式的底部部分可以看到 。

图6

 

这里使用的绳索表面的三维图像 ，

绳索的任何部分的节距长度的测量

绳索的任何截面的直径的测量

绳的表面上的损伤和磨损的类型的识别 。

 

  记录和测量结果分析允许各种参数及其作为绳操作时间在其应用程序中的功能的变化的比较 。此方法 ，并作为一个连续的过程进行测量的频率的精度远远超过的钢绳和缺陷在其表面上的几何特征的测量电流的方法的能力。