基于机器视觉的电梯导轨垂直度检测.pdf

第38卷第14期
计算机工程
2012年7月
Vol38 No14
Computer Engineering
July 2012
人工智能及识别技术。文章增号:10013428(2012)14-0161-04文款标识码:A
中图分号:TP391.41
基于机器视觉的电梯导轨垂直度检测
品,赵2,越群飞
(1.上海交通大学自动化系系统控制与信息处理教育部重点实验室,上海200240;2.上海金融学院信息管理系,上海201209)
摘:为更有效地测量电梯导轨的垂直度,设计一种基于机器视党的自动检测系统。利用电梯导轨垂直度检测机器人携带垂直安装在导
轨上的发光圆环,使其在导轨上自主运行。通过Cany变换提取摄像机采集的成像橢圆图像边缘,拟合椭圆参数,推导发光圆环几何参数
与楠圆参数的关系式,确定其圆心和法向向量。发光圆环圆心的变化反映导轨垂直度的变化,法向向量与竖直方向夹角反映导轨的扭曲方
向。实验结果表明,该系统能方便准确地测量出导轨形变。
关调:发光圆环;电梯导轨;垂直度;机器视觉;椭圆拟合;图像处理
Elevator Guide Rail Verticality Detection Based on Machine Vision
TANG Pin, ZHAO Xi, ZHAO Qun-fei
l. Key Laboratory of System Control and Information Processing, Ministry of Education, Department of Automation, Shanghai Jiaotong University,
Shanghai 200240, China; 2. Department of Information Management, Shanghai Finance College, Shanghai 201209, China)
Abstract An automatic detection system based on machine vision is desied o measure the verticality of elevator guide rail more effectively. A
verticality measuring robot for eeva or guide rail moves along the rail with a vertically fixed lighten ring. Canny transform is used to extract the
ellip ical edge points acquired by a video camera. Then ellipse parameters are fitted. The relationships between lighten ring geometrical parameters
and ellipse parameters are derived. So its geometric ener and the normal vector are determined. The changes in the center of the lighten ring reflect
those in the verticality of eleva or uide rail and the changes of the angle between normal vector and the vertical reflect the distortion direction of
the guide rail. Experimental resul s show hat the proposed system can measure the deformation of the guide rail easily and accurately
[Key words lighten ring; elevator guide rail; verticality; machine vision; ellipse fitting image processing
DOl:10.3969iss.10003428.2012.l4.048
概述
技术,能够得到很稳定的测量精度,该检测系统如图1所示。
随着经济的飞速发展,电梯的使用越来越广泛,电梯的
安装与维护也越来越受到人们的关注。导轨垂直度是电梯能
电梯导轨
否安全运行的重要性能指标,但是对于电梯运行中导轨垂直
度的检测始终是个技术难题。传统的方法如吊垂线法,需要
机器人本体
脚手架,而且人工操作费时费力,精度不高。尤其是在电梯
维护阶段,由于没有了脚手架,导轨的垂直度检测更加困难。
载物台
目前通用的方法是采用激光垂准仪,该方法利用高精度的
激光東代替吊垂线,使检测精度有了很大的提高,但是随着
高度的增加,激光東形成的圆光斑发散变大,且因光束干涉
而抖动,很难确定准确的光斑中心,使得测量误差增加。此
外,在测量过程中,每测量一个位置都需要人工安放接收光
发光圆环
靶,没有脚手架使得作业很不安全,因此其应用也受到了限
制。其他还有一些方法,如基于位置敏感器件(PSD)的测量方
法,也需要借助于轿厢,且由于电梯震动等影响激光光斑成
摄像机
像,导致精度不高。
本文运用电梯导轨垂直度检测机器人来检测导轨垂直
度。该机器人采用多磁轮吸附机构和下滑制动机构,载着发
光圆环在竖直导轨上安全自主运行,由安置在井底的摄像机
对发光圆环的位置进行摄像。通过机器视觉理论和图像处理
图1导轨检系统
技术得到发光圆环空中位姿参数的变化,由此得出导轨在各作者介:唐品(1985-),男,士研究生,主研方向:数字图像
个位置的垂直度的变化情况。
处理,机器视党;赵曦,副教授、博士;赵群飞,教授、博士、
2电梯导轨番直度检调机器人
博土生导师
电梯导轨垂直度检测机器人利用机器视觉和图像处理收稿日:201-09-14E-mal:tangpinl21I(@yeah.net
万方数据