[发明专利]一种基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置及其定位方法

权利要求书

1.一种基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，包括设置在刚性罐道内用于支撑的支架体(1)，其特征在于，所述支架体(1)包括侧边围成框架式结构的支护梁(11)，以及一对设置在支护梁(11)内侧的罐道梁(12)，罐笼(2)置于罐道梁(12)之间，并通过外部的驱动源所连接的牵引绳实现罐笼(2)的上下移动；

所述罐笼(2)包括顶板(21)、荧光屏(22)、以及滚动器(3)，在两块顶板(21)之间设置有支腿(201)形成上下分布的双层结构，同时所述顶板(21)所在的两端部设置有在所述顶板(21)的外侧设置的滚动器(3)，所述滚动器(3)贴合在罐道梁(12)所在的内壁外侧，并沿所述罐道梁(12)的延伸方向滑动，其中上层顶板(21)所在的上表面通过支架(221)设置荧光屏(22)；

所述荧光屏(22)所在的顶板(21)上表面设置有CCD相机(222)，并在罐道梁(12)上设置有激光发射器(223)，通过所述激光发射器(223)发射的激光映射在荧光屏(22)上，通过CCD相机(222)记录荧光屏(22)上照射光斑的运动轨迹；

所述激光发射器(223)至少设置有两组，并且每组激光发射器(223)的设置角度不同，将激光发射器(223)照射的光线显示在荧光屏(22)上的不同位置；

所述基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，包括以下步骤：

S1：将罐笼(2)沿着罐道梁(12)的延伸方向装配到支架体(1)围成的框架式结构内，并通过驱动源所连接的牵引绳实现罐笼(2)的上下移动；

S2：在罐笼(2)所在的顶板(21)上安装荧光屏(22)以及CCD相机(222)；

S3：在罐道梁(12)上安装两个偏转角度不同的激光发射器(223)，使激光发射器(223)发射的光线映射到荧光屏(22)上；

S4：通过PLC控制外部的驱动源工作，使罐笼(2)沿着罐道梁(12)的延伸方向移动；

S5：激光发射器(223)发射激光，并映射到荧光屏(22)上，同时开启CCD相机(222)，使CCD相机(222)记录映射在荧光屏(22)上两个不同光斑的运动图像，并适用IMAQVision工具包对采集的光斑图像进行图像增强、阈值分割、图像匹配追踪和像素质心计算处理，根据荧光屏(22)上光斑的计算数据结果获得罐道梁(12)所在的刚性罐道内变形情况；

所述激光发射器(223)之间的竖直方向夹角为θ，初始状态时，激光发射器(223)之间光源的中心间距为L1，照射到荧光屏(22)上的光斑的中心间距为L2，通过三角函数计算出罐道变形时，其下潜的深度距离：

d＝0.5*(L1-L2)*tanθ。

2.根据权利要求1所述的基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，其特征在于，所述滚动器(3)包括罐耳底座(31)、L型罐耳支架(32)、滚轮(33)、缓冲件(34)，所述罐耳底座(31)呈片状结构，并在所述罐耳底座(31)所在的一端部通过削轴连接有两块相互对称的L型罐耳支架(32)，同时在L型罐耳支架(32)的拐角处之间通过销轴连接滚轮(33)，所述滚轮(33)所在的外周沿凸出L型罐耳支架(32)所在的两个相交的端面向外，所述缓冲件(34)的一端铰接在所述L型罐耳支架(32)伸出的端部，另一端铰接在所述罐耳底座(31)的端部。

3.根据权利要求2所述的基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，其特征在于，所述罐耳底座(31)上设置有条状连接孔(301)，并通过螺栓固定在所述顶板(21)面上。

4.根据权利要求2所述的基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，其特征在于，所述缓冲件(34)为弹簧件或直杆件。

5.根据权利要求2所述的基于视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断装置，其特征在于，所述顶板(21)所在的两侧边对称设置有凹口(202)，所述凹口(202)与所述支护梁(11)内侧伸出的罐道梁(12)相互砌合，同时凹口(202)沿罐道梁(12)的延伸方向运动。