本發(fā)明涉及電梯安全檢測，特別是涉及一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置及方法。

背景技術：

1、隨著科技的不斷進步，電梯作為現(xiàn)代高層建筑中的重要工具，已在城市建設中得到了廣泛應用。電梯護腳板作為電梯的一個重要防護部件，其機械強度直接影響電梯的安全性。

2、目前，護腳板的檢測方法通常是施加300n的標準壓力，然后通過測量設備測量護腳板的形變量，以判斷其是否符合安全要求，其測量精度通常不高。

3、專利cn221528235u《一種電梯護腳板強度測試裝置》提出了一種利用直線驅(qū)動件和壓力檢測件進行護腳板強度測試的裝置。該裝置通過直線驅(qū)動件施加壓力，并使用位移量檢測單元檢測護腳板的形變量。這種方法雖然提高了測試精度，但其復雜的機械結構和操作過程使得維護成本較高，且操作起來相對繁瑣。

4、專利cn220959966u《一種轎廂護腳板彈性變形量測量裝置》則采用了壓縮彈簧和機械驅(qū)動的方式，通過測量壓縮彈簧的位移來推算護腳板的彈性變形量。這種方法在一定程度上簡化了測量過程，并且操作相對簡單。然而，由于彈簧本身的特性及外部因素的影響，可能會導致測量結果存在一定的誤差，并且仍需依賴復雜的機械結構進行操作。

5、綜上所述，現(xiàn)有的檢測裝置在測量精度和操作便捷性上仍然存在不足。有鑒于此，如何提供一種既能確保測量精度，又能簡化設備結構和操作流程，同時降低維護成本的電梯護腳板檢測裝置，是本領域技術人員亟需解決的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置及方法，以解決現(xiàn)有技術存在的問題。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：本發(fā)明提供一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，包括：

3、基準圖層，布置于護腳板的外表面；

4、視覺檢測模塊，其圖像采集端對應所述基準圖層，當所述護腳板發(fā)生形變時，用于采集基準圖層形變圖像，根據(jù)基準圖層形變圖像獲得護腳板的形變量。

5、進一步的，所述基準圖層由多個方形子圖層拼接形成，相鄰的方形子圖層具有不同顏色的表層。

6、進一步的，所述基準圖層通過圖層固定架安裝在護腳板上。

7、進一步的，所述視覺檢測模塊包括：

8、攝像頭，與所述基準圖層對應，用于采集基準圖層形變圖像；

9、傳感器，用于測量攝像頭與護腳板之間的距離和角度；

10、三腳架，用于支撐攝像頭并能夠調(diào)整攝像頭與護腳板之間的角度；

11、顯示屏，內(nèi)置圖像處理系統(tǒng)，用于處理基準圖層形變圖像并獲得護腳板的形變量，所述顯示屏能夠顯示護腳板的形變量、攝像頭與護腳板之間的距離和角度。

12、本發(fā)明還提供一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測方法，使用所述基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，包括以下步驟：

13、s1：將基準圖層布置于護腳板的外表面；

14、s2：將攝像頭通過三腳架布置在護腳板一側，使得攝像頭與基準圖層相對應，根據(jù)預設參數(shù)調(diào)節(jié)攝像頭與護腳板之間的距離和角度并通過傳感器確認是否達到預設參數(shù)；

15、s3：在護腳板未受力狀態(tài)下，采集基準圖層形變圖像；

16、s4：向護腳板施加300n壓力，再次采集基準圖層形變圖像，獲得護腳板的形變量；

17、s5：將護腳板的形變量通過顯示屏顯示，檢測結束。

18、進一步的，在步驟s3和s4中，采集基準圖層形變圖像后進行畸變校正，畸變校正的步驟包括：使用matlab的camera_calibrator工具箱對攝像頭進行標定，獲取攝像頭的內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù)，將采集到的基準圖層形變圖像與攝像頭的內(nèi)參矩陣、畸變系數(shù)一起輸入到opencv的cv2.remap函數(shù)中，執(zhí)行幾何校正操作，去除基準圖層形變圖像中的畸變。

19、進一步的，護腳板的形變量獲取步驟包括：

20、使用shi-tomasi角點檢測算法提取基準圖層形變圖像的角點位置，分析基準圖層形變圖像局部區(qū)域的像素梯度變化，識別圖像中的顯著特征點，隨后對多張基準圖層形變圖像進行融合，取多個識別結果的平均位置；通過opencv中的角點檢測工具測量基準圖層形變圖像中角點之間的像素距離，確認向護腳板施加300n壓力后基準圖層對應的像素位移量δs；

21、計算出每像素對應的實際物理長度p：

22、

23、其中，l為基準圖層的邊長，n為基準圖層單邊對應的像素數(shù)量；計算出護腳板的形變量δz：

24、

25、其中，θ為攝像頭與護腳板之間的角度。

26、本發(fā)明公開了以下技術效果：

27、將基準圖層布置在護腳板上，基準圖層由多個方形子圖層拼接形成，相鄰的方形子圖層具有不同顏色的表層，能夠為視覺檢測提供穩(wěn)定的參考基準，結合攝像頭和傳感器，實現(xiàn)對護腳板在受力條件下形變量的高精度測量，與傳統(tǒng)的機械測量方法相比，本發(fā)明采用計算機視覺技術，不僅提高了檢測的精度，還避免了機械部件磨損或彈性元件老化對測量結果的影響；

28、在實際使用過程中，攝像頭能夠快速捕捉基準圖層形變圖像，結合顯示屏內(nèi)置的圖像處理系統(tǒng)，實時分析并顯示護腳板的形變量。這種測量方法具有高精度和實時性的特點，尤其適用于對電梯護腳板的動態(tài)監(jiān)測和定期維護。相比現(xiàn)有技術，本發(fā)明還具有操作簡便、設備小巧便攜的優(yōu)點，能夠在狹窄的安裝環(huán)境中使用，極大地提高了檢測工作的效率和便捷性。

技術特征：

1.一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權利要求1所述的一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，其特征在于，所述基準圖層(2)由多個方形子圖層拼接形成，相鄰的方形子圖層具有不同顏色的表層。

3.根據(jù)權利要求2所述的一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，其特征在于，所述基準圖層(2)通過圖層固定架(3)安裝在護腳板(1)上。

4.根據(jù)權利要求2所述的一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置，其特征在于，所述視覺檢測模塊包括：

5.一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測方法，其特征在于，使用權利要求4所述的基于機器視覺的電梯護腳板(1)形變量檢測裝置，包括以下步驟：

6.根據(jù)權利要求5所述的一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測方法，其特征在于，在步驟s3和s4中，采集基準圖層(2)形變圖像后進行畸變校正，畸變校正的步驟包括：使用matlab的camera_calibrator工具箱對攝像頭(5)進行標定，獲取攝像頭(5)的內(nèi)參矩陣和畸變系數(shù)，將采集到的基準圖層(2)形變圖像與攝像頭(5)的內(nèi)參矩陣、畸變系數(shù)一起輸入到opencv的cv2.remap函數(shù)中，執(zhí)行幾何校正操作，去除基準圖層(2)形變圖像中的畸變。

7.根據(jù)權利要求5所述的一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測方法，其特征在于，護腳板(1)的形變量獲取步驟包括：

技術總結
本發(fā)明公開一種基于機器視覺的電梯護腳板形變量檢測裝置及方法，涉及電梯安全檢測技術領域，包括：基準圖層，布置于護腳板的外表面；視覺檢測模塊，其圖像采集端對應基準圖層，當護腳板發(fā)生形變時，用于采集基準圖層形變圖像，根據(jù)基準圖層形變圖像獲得護腳板的形變量；將基準圖層布置在護腳板上，基準圖層由多個方形子圖層拼接形成，相鄰的方形子圖層具有不同顏色的表層，能夠為視覺檢測提供穩(wěn)定的參考基準，結合攝像頭和傳感器，實現(xiàn)對護腳板在受力條件下形變量的高精度測量，與傳統(tǒng)的機械測量方法相比，本發(fā)明采用計算機視覺技術，不僅提高了檢測的精度，還避免了機械部件磨損或彈性元件老化對測量結果的影響。

技術研發(fā)人員：王海艦,熊欣煜,梁智深,謝飛,劉林,莫涵,陳楊
受保護的技術使用者：桂林電子科技大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30