[发明专利]用于对绳索或线缆的几何参数进行三维测量的方法和系统

说明书

本申请涉及一种用于对具有外表面的绳索或线缆(2)的几何参数进行三维测量的方法，允许获得绳索或线缆的至少多个3D轮廓点的三维表示并计算其几何参数，诸如直径或圆度或轴线。该方法通过对生产线中的绳索或线缆进行连续测量，以用于质量控制或运行中的定期检查，并且减少误差。本申请还涉及一种用于对绳索或线缆(2)的几何参数进行测量的经校准的三维光学测量系统(1)，包括多个数字图像采集设备(C0、C1、C2、C3)和用于执行该方法步骤的数字图像处理设备。

技术领域

本发明通常被放置在使用非破坏性和无接触式技术来对静止的或运动中的实心(solid，实体、固体)对象进行测量和检查的系统中。特别地，本发明的主题是经校准的光学系统和用于通过捕获绳索或线缆的外表面的数字图像来对绳索或线缆进行三维(3D)测量的方法。该方法的应用示例涉及对绳索或线缆的连续测量，而由于被测对象的移动，使用接触的方法来对绳索或线缆进行连续测量是不可能的。例如，这样的测量涉及在椅式缆车和/或缆车的运行期间对椅式缆车和/或缆车的绳索或线缆的检查。此外，本发明涉及对生产线中的绳索或线缆进行连续测量，以用于质量控制或运行中的定期检查，其超过了现有技术的电磁设备的限制。

背景技术

在许多情况下，已知的测量和检查技术涉及操作者在困难和/或危险的环境条件下在场，诸如在被化学品污染或使用悬垂绳索的环境中进行测量。此外，不利地，在许多情况下还必须停止生产或运输系统以进行测量。

通过处理绳索的二维(2D)图像来测量绳索的几何参数的技术是已知的。不方便地，由于绳索和相机之间的透视位置，这些技术遭受测量误差。另外，使用具有线性传感器的相机来测量绳索的几何参数的技术是已知的，但是这些技术不仅在经过传感器的平面与绳索的轴线之间不完全垂直的情况下遭受误差；它们还会由于测量期间绳索受到的振动而遭受误差。

发明内容

本发明的目的是创造用于对绳索或线缆——刚性或柔性——的几何参数进行三维测量的方法和系统，以允许上述不便得以克服。

该目的通过用于对绳索或线缆的几何参数进行三维测量的方法以及通过根据本申请进行校准的光学系统来实现。

优选地，可以由经校准的光学系统来分析的绳索和线缆的类型以任何类型的材料诸如铁、钢、天然纤维或合成纤维、碳纤维等来提供刚性绳索和柔性绳索两者。换句话说，“绳索”可以指其优选的延伸维度(长度)远大于其他两个维度的任何轴向对称对象，例如，优选的延伸维度的长度超过其他两个维度的100倍。

优选地，绳索或线缆的外表面具有以下特征中的一个或更多个：

-连续的或至少分段连续的，例如表面光滑或有凹槽；

-实心盘旋件，例如盘旋条；

-由一个或更多个绕成螺旋形的子部分构成，例如，盘旋的或扭绞的线缆或绳索。

例如，绳索由单根线构成、或由形成所谓绞线的多根交织的线构成、或由多根交织的绞线构成，使得绳索由多根交织的线形成以形成单独的绞线，绞线又彼此交织在一起。

绳索或线缆也可以由交织的纤维制成。

用于测量绳索或线缆的几何参数的经校准的三维光学测量系统包括多个数字成像设备，该数字成像设备适合于捕获绳索或线缆的外表面的至少一个区域的多重数字图像。

优选地，数字图像采集设备是具有矩阵型图像传感器的相机(即，能够在像素矩阵上采集数字图像)。此外，该系统提供了数字图像处理设备，该数字图像处理设备被布置为执行用于测量绳索或线缆的这些几何参数的方法的步骤，这将在以下段落中详细描述。

总而言之，在一实施方式中，该系统允许将绳索或线缆的外表面的至少一个区域的多个点根据每个数字图像上对应的点以摄影测量的方式重新构建在三维空间中，随后借助于该多个三维点来计算几何参数。

优选地，由光学系统测量的几何参数涉及以下测量中的至少一项：