[发明专利]基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钢丝绳损伤检测方法，尤其涉及一种基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法。

背景技术

随着现代工业化的进展，钢丝绳广泛应用于矿业、交通、建筑等国民经济主要行业中。由于钢丝绳的应用环境比较恶劣，使用过程中容易出现断丝、锈蚀甚至断裂等故障，直接关系到人身安全和生产效率。因此，钢丝绳的故障检测方法就显得尤为重要。

传统的钢丝绳损伤检测包括人工目测和无损探伤设备两大类。人工目视检测是指配备专门的工作人员定期以肉眼观测钢丝绳是否有损伤。此种方法简便易行，不需依靠复杂设备。但该方法的缺点一是检测时间长，劳动强度大，检测人员易疲劳，效率低下；二是较大地依赖工作人员的专业素质和工作态度，主观性强导致漏检率高。

无损探伤是利用钢丝绳的声、光、磁等特性，在不影响钢丝绳使用性能的前提下，采用相应原理技术仪器检测被检对象中是否存在缺损或不均匀性，并给出缺损大小，位置，性质和数量等信息。常用的无损探伤检测方法包括射线、超声波、光学和磁检测法等，其中得到了广泛实践的是磁检测法。利用无损探伤设备，检测精度和正检率高，缺损部位定位准确。但此种方法设备复杂，成本高昂，检测时钢丝绳的晃动、不规则扭转和拉伸程度，损伤的深度、宽度和形态，环境温度变化和外界电磁干扰都会对探测信号造成较大的干扰。

图像匹配技术是图像处理的一项基础技术，用于匹配相互之间有偏移的两幅或多幅图像，在目标识别、变化检测、图像分析等领域均有广泛应用。图像匹配分为基于灰度、基于特征和基于变换域等大类，其中基于特征的匹配方法把对整张图像的分析转换成仅对图像特征信息的分析，大大提高了运算速度，对图像的偏移、旋转等都有较好的适应能力，因此是目前图像匹配的主流方法之一。

由此可见，目前的钢丝绳损伤检测仍需要一种介于人工目测和无损探伤之间，综合考虑检测效果和设备要求的检测技术，而将已经很成熟的图像匹配技术应用到钢丝绳损伤检测中就能获得良好的检测效果。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题，特别创新地提出了一种基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法。

为了实现本发明的上述目的，本发明提供了一种基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法，包括：

步骤1，对钢丝绳进行拍摄工作，提取拍摄的钢丝绳视频或图像；

步骤2，提取待匹配图像，用于进行后续匹配处理；

步骤3，将待匹配的图像进行背景分割和降噪处理；

步骤4，将背景分割和降噪处理后的待匹配图像以角点提取方法，将预存模板图像和所述待匹配图像进行匹配处理，根据匹配度阈值，判断钢丝绳所存在的表面缺损，从而检测出钢丝绳是否存在缺损和缺损的位置，及时示警。

上述技术方案的有益效果为：采用摄像机固定的方式，利用钢丝绳工作过程中本身的移动，实现了整段钢丝绳的实时检测；考虑到终端性能不同的应用场景，提出视频摄录和照片拍摄两种获取钢丝绳图像的模式，灵活选择与终端能力相匹配的工作方式；在视频摄录模式下，仅提取视频关键帧图片用于匹配，在确保提取到钢丝绳损伤部位镜头内容的前提下大大降低工作量，而使用不固定数目的关键帧提取方式，针对不同的镜头内容灵活调整关键帧数目，使得系统开销进一步降低；将基于特征的图像匹配用于钢丝绳表面损伤检测，匹配度反映了损伤程度，使得损伤的判定简单准确。

所述的基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法，其特征在于，所述步骤1包括，对钢丝绳拍摄采用照相机进行拍摄，执行如下步骤：

步骤1-1，在照相机拍摄过程中，每隔固定的时间频率进行拍照，用于提取钢丝绳图像，在钢丝绳上下循环过程中提取钢丝绳全段图像，然后执行步骤3。

上述技术方案的有益效果为：考虑嵌入式终端性能有限的应用场景，提出以拍照模式获取钢丝绳图像的方式，设定合适的拍照频率即可确保无缝连接。此种方式省去了视频模式中提取关键帧的计算量，极大地节约了系统开销，适用于处理能力和存储容量有限的终端，同样能实现实时监测。

所述的基于图像匹配的钢丝绳表面损伤检测方法，其特征在于，所述步骤1包括，对钢丝绳拍摄采用摄像机进行拍摄，执行如下步骤：

步骤1-2，在摄像机拍摄过程中，每隔固定的时间间隔截取视频，用于提取待匹配关键帧，在钢丝绳上下循环过程中得以提取钢丝绳全段视频。

上述技术方案的有益效果为：采用摄像机固定的方式，利用钢丝绳工作过程中本身的移动，实现了整段钢丝绳的检测，避免移动监控设备带来的设备复杂化和噪声干扰。