[发明专利]一种多钢丝绳张力平衡监测方法、系统及电子设备

权利要求书

1.一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、采集钢丝绳表面图像，对采集的钢丝绳表面图像进行预处理；

S2、对步骤S1中预处理后的图像进行识别；对图像中有断丝、断股、磨损和变形特征的识别为损伤特征，在图像中标注类别、损伤定位框及置信度；根据损伤特征出现的频率累计评估钢丝绳的损伤情况，再进行提升张力平衡性判断；当表面健康诊断模型判断钢丝绳损伤情况超出服役条件时，向外报警，提示更换钢丝绳，停止钢丝绳提升张力平衡性判断并重回步骤S1；

S3、根据步骤S2中对具备服役条件的钢丝绳提升张力的平衡性判断结论，利用电磁感应原理，以电涡流检测的方式检测钢丝绳张力大小；采集钢丝绳表面电磁信号并去除信号中的噪声部分，对剩余的部分进行放大处理得到预处理信号；

S4、根据步骤S3中得到的预处理信号；分析钢丝绳受到张力F作用与钢丝绳捻制股之间的距离Δd的拟合关系，计算钢丝绳受到的张力大小；

S5、依据DS证据融合理论，结合图像识别的平衡性判断结果以及电磁检测获取的各个钢丝绳的张力数值，得到最终的多绳提升钢丝绳的平衡性结论。

2.根据权利要求1所述一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，步骤S1具体指：建立视觉检测模块，所述视觉检测模块的前后相机要完全覆盖所有钢丝绳，控制现场的光照强度和光照均匀度，采集钢丝绳表面图像，对采集的钢丝绳图像进行降噪和去模糊处理。

3.根据权利要求1所述一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，步骤S2中图像识别以一阶段目标检测算法YOLO系列为主干网络；提升张力平衡性评估以二阶段目标检测算法Faster R-CNN系列模型为主干网络，并添加Attention注意力机制，分割出检测图像中的钢丝绳部分，再将图像中钢丝绳的颜色深浅程度作为注意力机制的注意力方向，识别出其中颜色最深的部分，并在图像中标注出识别框并输出。

4.根据权利要求1所述一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，步骤S3具体指：使用涡流探头沿钢丝绳的表面进行探测，探头内置霍尔元件，对钢丝绳表面磁通密度感知，并将磁通密度转化为相应的电磁信号，去除信号中的噪声部分，对剩余的部分进行放大处理得到预处理信号。

5.根据权利要求1所述一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，步骤S4具体指：

获取n个电信号的波谷的时间节点t，记为

获取n个电信号的波峰的时间节点t，记为

先获取波谷的位置，再获取的波峰的时间节点t，依次往后获取；并且下标数字相同的时间节点t为相邻的波峰波谷的时间节点；电信号波峰波谷平均时间间隔ΔT公式表达如下：

由电信号波峰波谷平均时间间隔ΔT得到钢丝绳在受到某一张力F作用下捻制股间的平均距离Δd＝ΔT·V，其中V是钢丝绳的运行速度；第i根钢丝绳的电信号波峰波谷的平均时间间隔为ΔT_i；

再通过钢丝绳的捻制股间的平均距离Δd与通过张力F的拟合关系，得出张力F的大小值；其中拟合关系F＝g(Δd)，g(x)为拟合曲线的函数关系式；

多绳提升钢丝绳中的第i根钢丝绳的张力计算公式为F_i＝g(Δd_i)＝g(ΔT_i·V)。

6.根据权利要求4所述一种多钢丝绳张力平衡监测方法，其特征在于，步骤S5中任意两个钢丝绳之间的张力差为共有个，其中，F_i、F_j分别为n个钢丝绳中的第i、j个钢丝绳的提升张力值，且i≠j；计算平均张力差其中为所有任意两个钢丝绳之间的张力差值的和；对张力差进行判别，若则视为张力差超出规定限制，钢丝绳张力超出服役条件；若则视为张力差符合规定限制，钢丝绳张力满足服役条件。