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专利号: 2019107580142
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于图像传感的磁悬浮球悬浮间隙检测方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1:在电磁铁表面拍摄范围内设置一边与电磁铁下边界平齐网格区域,采集光源照射下悬浮球的悬浮间隙图像;

步骤2:对采集到的悬浮间隙图像进行预处理,得到包括网格化区域的待测区域的边缘图像;

所述步骤2具体包括:

步骤a:对原始图像中感兴趣的关键区域进行截取,再对截取后的图像进行灰度化,得到原始图像关键区域的灰度图像;

步骤b:对原始图像关键区域的灰度图像进行滤波操作获得增强灰度图像,再对得到的增强灰度图像进行最佳阈值二值化;

步骤c:识别阈值分割后二值图像中的边界,对图像边缘进行提取,得到待测区域的边缘图像;

步骤3:根据边缘图像通过霍夫变换圆弧检测定位悬浮球上顶点P0,并通过霍夫变换检测确定网格区域的网格线;

步骤4:根据定位到的悬浮球上顶点P0,在网格线中确定P0点所在铅锤线左右两侧横向距离最近的竖直标线l左和l右,以及所有距P0点由远至近的水平标线l0,l1,…,ln;

步骤5:确定竖直标线l左和l右被水平标线l0,l1,…,ln分割的每条线段对应的像素距离yi,i=0,…,n-1;得到分别对应竖直标线l左和l右的两组像素距离数据;

步骤6:根据单个网格的实际尺寸hmm×hmm,计算线段的像素距离与实际长度的对应关系值 单位mm/pixel,i=0,…,n-1;得到分别对应竖直标线l左和l右的两组关系值数据;

步骤7:令 为自变量,令Yi=di为因变量,得一组数据(X0,

Y0),(X1,Y1),…,(Xn-1,Yn-1);利用最小二乘法对这组数据进行一元线性回归分析,得到一元线性回归模型表达式:Y=α+βX,α和β是回归系数;竖直标线l左和l右分别对应一元线性拟合方程Y=α1+β1X和Y=α2+β2X;

步骤8:根据得到的一元线性拟合方程Y=α1+β1X和Y=α2+β2X,依据竖直标线l左和l右延长线被水平标线ln和P0点所在水平线分割的线段对应的像素距离yn,通过公式计算得到竖直标线l左和l右延长线被水平标线ln和P0点所在水平线分割的线段中点位置数据Xn,代入一元线性拟合方程计算Xn对应的Yn,得到分别对应竖直标线l左和l右的两个数据(Xn1,Yn1)和(Xn2,Yn2),其中Yn1和Yn2即竖直标线l左和l右延长线被水平标线ln和P0点所在水平线分割的线段上像素距离与实际长度的对应关系值dn1和dn2;

步骤9:确定P0点到电磁铁下边界在图像中所占的最短像素距离ygap,分别根据dn1和dn2计算最短像素距离ygap对应的实际距离:Dn1=ygap*dn1和Dn2=ygap*dn2;

步骤10:确定P0点到竖直标线l左和l右延长线与P0点所在水平线交点的像素距离a和b,计算Dn1和Dn2各自所占权重 和 其中ω1和ω2为权重系数;

步骤11:计算最终悬浮间隙值:D=ω1Dn1+ω2Dn2。