[发明专利]一种基于视觉的机械故障诊断方法

权利要求书

1.一种基于视觉的机械故障诊断方法，其特征在于，按以下步骤进行诊断：

1)、以运行的机械故障轴承的视频图像序列作为输入，采用Gabor滤波器进行滤波得到局部运动的局部幅值和局部相位；

2)、根据得到的局部相位进行运动提取，先提取局部运动在水平方向和竖直方向的速度u,v；

再通过对水平方向和竖直方向上的速度进行积分处理提取出局部运动在水平方向和竖直方向的位移；

3)、基于步骤2)提取得到的位移，以位移振动信号输入，进行经验模态分解；

4)、对步骤3)分解得到的固有模态函数IMF进行计算得到相关系数，并选择敏感的IMF进行叠加，得到最终叠加结果C＝C_x+C_y+C_z；

5)、基于步骤4)绘制C＝C_x+C_y+C_z的包络谱；

6)、计算轴承故障发生的故障特征频率，并在步骤5)得到的包络谱中进行查找，若含有故障特征频率，则说明发生了对应的故障类型。

2.根据权利要求1所述的一种基于视觉的机械故障诊断方法，其特征在于，步骤1)具体为：在t₀时刻，视频中图像序列的图像强度值I(x,y,t₀)将二维Gabor滤波器和图像强度进行卷积处理，得到图像在时刻t₀,方向为θ的频域形式：

其中，A₀(x,y,t₀)为局部幅值，φ(x,y,t₀)为局部相位，G_θ+iH_θ为Gabor滤波器的复数形式，i表示虚数单位，Gabor滤波器表示为：

g(x,y；λ,θ,ψ,σ,γ)＝G_θ+iH_θ (2)

其中，x,y表示空间位置，λ表示正弦波的波长，θ表示Gabor滤波核中平行条纹的方向，ψ表示相位偏移，σ表示高斯函数的标准偏差，γ表示空间长宽比；G_θ,H_θ为：

Gabor滤波器的函数具体表示为

其中，x,y表示空间位置，θ表示Gabor滤波核中平行条纹的方向，λ表示正弦波的波长，ψ表示相位偏移，γ表示空间长宽比；σ表示高斯函数的标准偏差，x_θ,y_θ为空间向量，表示为：

最终，得到局部幅值A₀(x,y,t₀)和局部相位φ(x,y,t₀)。

3.根据权利要求1所述的一种基于视觉的机械故障诊断方法，其特征在于，步骤2)的运动提取公式为：

其中，u,v分别是水平方向和竖直方向的速度，为局部相位在水平方向对x和时间t的微分，为局部相位在竖直方向对y和t的微分，最终，得到水平方向的速度u和竖直方向的速度v。