[发明专利]一种钢丝绳安全监测方法

说明书

本发明公开了一种钢丝绳安全监测方法，基于激光雷达获取检测区域内每一帧的图像数据；设定选取窗口，获取检测范围内的有效数据；基于上述步骤的有效数据获取有效距离和组数个数和，并提取钢丝绳平面坐标信息；根据组数个数总和判断是否有钢丝绳出现故障；根据钢丝绳平面坐标信息判断钢丝绳是否歪拉斜吊。通过激光雷达扫描被测区域，获取切线信息，对选取设定区域数据和解算选取数据转换为平面坐标，获取每条钢丝绳的平面坐标和选取区域内钢丝绳数目；设定钢丝绳平面坐标区域，对比实时钢丝绳的坐标是否超出设定范围，判断是否歪拉斜吊；通过判断扫描区域钢丝绳数目总和和延时保留扫描数目做对比判断是否进行了倍率切换或钢丝绳是否缠绕或断裂。

技术领域

本发明涉及钢丝绳安全监测技术领域，更具体的说是涉及一种钢丝绳安全监测方法。

背景技术

目前，现有龙门吊、起重机、抓斗设备、岸桥等设备作业时依靠钢丝绳传动，带动吊具、吊钩或抓斗(以下统代称为吊具)，使得吊具吊钩在空间中可以上下左右运动。吊具可承载的重量依据设备不同，小到几吨、大到数百吨甚至更高，其所有重量均是由钢丝绳来承受。钢丝绳在使用过程中需要定期检查，如发现钢丝绳有火烧、打结、压扁及钢丝绳少于三个插花时应及时更换且禁止使用。而在负载突变、大风、操作不当时多股相近钢丝绳会快速缠绕在一起，若缠绕部分又在司机和信号工的视野盲区中而没有及时停车，则设备极有可能造成钢丝绳断裂、吊具坠毁，甚至严重的会付出生命的代价。另由于机构对钢丝绳的磨损、弯折和外部环境对钢丝绳的腐蚀(在沿海或海上作业时腐蚀尤为严重)，钢丝绳的老化速度(使用寿命)是不确定的，在设备额定负载(即允许最大重量作业)运行时钢丝绳随时有断裂的风险，当极个别钢丝绳断裂时应及时停机更换钢丝绳，避免故障扩大化。即现有技术难以解决现阶段钢丝绳(或者类似钢丝绳的棍状物)排布检测、断绳检测、缠绕检测问题。

因此，如何通过激光雷达传感器的数据解析并通过算法，将其中包含的钢丝绳数量、单跟钢丝绳坐标解析出来，通过判断钢丝绳数目可得出是否出现断绳故障或钢丝绳相互缠绕故障；通过分析钢丝绳当前坐标，得出此时是否歪拉斜吊是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种钢丝绳安全监测方法；通过激光雷达扫描被测区域，获取垂直于钢丝绳的切线信息，对选取设定区域数据进行有效过滤，筛选出特征点，通过对特征数据进行正交分解转换为平面坐标，从而获取每条钢丝绳的平面坐标和选取区域内钢丝绳数目。通过设定某钢丝绳平面坐标区域，对比实时钢丝绳的坐标是否超出设定范围，可判断是否歪拉斜吊；通过判断扫描区域钢丝绳数目总和，和延时保留(例如5秒钟前的钢丝绳数目总和)扫描数目做对比即可判断是否进行了倍率切换或钢丝绳是否缠绕或断裂。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种钢丝绳安全监测方法，包括以下步骤：

S1、基于激光雷达获取检测区域内每一帧的图像数据；

S2、设定选取窗口，提取每一帧图像数据中需要判断的过滤数据；

S3、基于步骤S2的过滤数据获取有效距离和组数个数和，并提取钢丝绳平面坐标信息；

S4、根据组数个数总和判断是否有钢丝绳出现故障；

S5、根据钢丝绳平面坐标信息判断钢丝绳是否歪拉斜吊。

优选的，所述步骤S1具体包括：

设置激光雷达的扫描角度与钢丝绳走向垂直，基于激光雷达采样点角分辨率确定最大检测距离H，

Δ_θ＝θ/N (公式1)

将公式1代入公式2中得出：