[发明专利]基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置

权利要求书

1.一种基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，其特征在于，包括：

激光定位器，用于发射激光投射至起重机的主梁腹板上，对所述主梁腹板的跨中位置进行定位；

摄像机，用于对所述主梁腹板进行拍摄，得到主梁加载额定荷重前后所述激光相对于所述主梁腹板的上下边缘的位置的拍摄图片；

支撑部件，用于支撑测量装置；

调节装置，设置在所述支撑部件上，其上相邻地设置有所述激光定位器及所述摄像机，可向上翻转地调节所述激光定位器及所述摄像机的倾斜角度；

计算装置，与所述摄像机电气连接，用于对所述拍摄图片进行图像处理，提取所述激光的中心特征及所述主梁腹板的边缘特征，获得主梁加载额定荷重前后所述激光的中心在所述拍摄图片中相对于所述主梁腹板的跨中位置上下边缘之一的位移，基于所述主梁腹板的高度，得出所述下挠度；

其中，所述计算装置包括：

特征提取单元，用于对所述拍摄图片进行图像灰度化、图像滤波、形态学处理后，提取所述激光的中心特征及所述主梁腹板的边缘特征，得到特征图片；位移处理单元，用于根据所述特征图片，得出主梁加载额定荷重前后所述激光的中心相对于所述主梁腹板的跨中位置上下边缘之一的距离，进而获得所述位移；下挠度计算单元，用于基于所述主梁腹板的高度，根据所述主梁腹板在所述特征图片中的高度及所述位移，得出下挠度，所述下挠度的计算方法包括：

其中l为下挠度；l₂为主梁空载时，所述激光的中心点相对于所述主梁腹板的跨中位置下边缘的距离；l₁为主梁加载额定荷重后，所述激光的中心点相对于所述主梁腹板的跨中位置下边缘的距离；(l₂-l₁)即为所述位移；h为所述主梁腹板的高度；h₁为所述主梁腹板在所述特征图片中的高度。

2.根据权利要求1所述的基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，所述调节装置包括：

拍摄平台，用于固定所述激光定位器及所述摄像机；

水平旋转平台，与所述支撑部件连接；

旋转杆，一端与所述拍摄平台通过第一锁紧螺母垂直旋转锁定，另一端通过第二锁紧螺母与所述水平旋转平台水平旋转锁定。

3.根据权利要求1所述的基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，所述调节装置上还设置有水平仪。

4.根据权利要求1所述的基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，其特征在于，所述激光定位器为十字激光定位器。

5.根据权利要求1所述的基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，其特征在于，所述支撑部件为三角支架，所述三角支架的支腿长度可调节且倾斜度可调节。

6.根据权利要求1所述的基于图像处理的起重机主梁下挠度测量装置，所述计算装置与所述摄像机通过USB接口相连接。

7.一种起重机主梁下挠度测量方法，使用权利要求1至6中任一项的装置，包括以下步骤：

保持起重机主梁空载，打开激光定位器，将激光中心对准主梁跨中位置，并与主梁腹板下边缘保持平齐，使用摄像机对主梁整体进行拍照，得到第一拍摄照片；

对起重机主梁加载额定荷重，保持所述激光定位器及所述摄像机的位置不变，使用所述摄像机对主梁整体进行拍照，得到第二拍摄照片；

对所述第一拍摄照片及第二拍摄照片进行图片处理，提取所述激光的中心特征及所述主梁腹板的边缘特征，获得所述激光相对与所述主梁跨中位置的上下边缘之一的相对位移，根据所述主梁腹板的高度，得出下挠度；

其中，所述下挠度的计算方法包括：

其中l为下挠度；l₂为主梁空载时，所述激光的中心点相对于所述主梁腹板的跨中位置下边缘的距离；l₁为主梁加载额定荷重后，所述激光的中心点相对于所述主梁腹板的跨中位置下边缘的距离；(l₂-l₁)即为所述位移；h为所述主梁腹板的高度；h₁为所述主梁腹板在所述特征图片中的高度。