[发明专利]一种船舶设备的非接触式振动信息检测方法及系统

说明书

本发明公开了一种船舶设备的非接触式振动信息检测方法及系统，其通过在待监测船舶设备四周分别依次设置四个高速立体视觉装置，利用高速立体视觉装置及对应的旋转矩阵、平移矩阵和内部标定参数进行待监测船舶设备的振动监测，以获取与多个振动点一一对应的位置数据和振动数据，并形成振动点数据集合；利用各个高速立体视觉装置之间的相对位置及获取的振动点的位置数据判断各个高速立体视觉装置之间是否存在共同振动点，对共同振动点的多个振动数据进行融合以得到融合后的振动数据，利用共同振动点的融合数据更新振动点的数据集合；利用更新后的振动点的数据集合进行待监测船舶设备的运行状态判断，以提高非接触振动信息测量过程中对振动信息采集的准确性。

技术领域

本发明属于图像识别技术领域，具体涉及一种船舶设备的非接触式振动信息检测方法及系统。

背景技术

船舶大型机电设备的运行状态，直接关系到船舶工业系统的经济效益和安全稳定。为判断大型机电设备的运行健康状态，出现了一系列健康状态检测方法。对于振动设备，一类方法是通过在设备安装基脚放置振动传感器，通过测量振动设备基脚的振动信息，实现对大型设备健康状态的检测。放置振动传感器的方法，是一种接触式测量方法，且需要在设备基脚位置专门打孔安装，每个振动测量点都需要单独的振动传感器，并铺设信号电缆，当需采样多个振动点时，整个测量系统繁琐复杂，且难以对设备机身进行振动检测。

图像测量是一种非接触式测量方法，在相机镜头视野内，可同时捕捉测量多个振动点，可不局限于船舶振动设备的基脚位置。目前，已有较多的工作对大型结构体如钢梁、混凝土建筑，开展形变测量，也有通过直接图像测量，或干涉投影方法，对结构体振动情况进行测量。但这些图像振动测量，多得到的是二维信息，缺少振动位置的三维立体信息，且这些图像振动测量方法，多是对线或面的振动位移进行测量，缺乏同时对多个振动点的立体视觉测量。同时，船舶振动设备振动信息检测，由于空间与条件限制，不便于在设备机体或基脚布设安装孔，也需尽量减少多振动测点传感器的多电缆安装方式。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种船舶设备的非接触式振动信息检测方法及系统，以提高非接触振动信息测量过程中对振动信息采集的准确性。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种船舶设备的非接触式振动信息检测方法，该方法包括：

在待监测船舶设备四周分别依次设置四个高速立体视觉装置，高速立体视觉装置包括位于同一水平面的两台单目高速相机和分别与两台相机连接的数据处理模块，获取高速立体视觉装置的旋转矩阵、平移矩阵和内部标定参数并存入对应的数据处理模块；

利用高速立体视觉装置及对应的旋转矩阵、平移矩阵和内部标定参数进行待监测船舶设备的振动监测，以获取与多个振动点一一对应的位置数据和振动数据，并形成振动点数据集合；

利用各个高速立体视觉装置之间的相对位置及获取的振动点的位置数据判断各个高速立体视觉装置之间是否存在共同振动点，对共同振动点的多个振动数据进行融合以得到融合后的振动数据，利用共同振动点的融合数据更新振动点的数据集合；

利用更新后的振动点的数据集合进行待监测船舶设备的运行状态判断。

作为本发明的进一步改进，内部标定参数包括每个相机的焦距、中心点坐标和镜头畸变参数。

作为本发明的进一步改进，利用被测振动信号的频率确定所述高速立体视觉装置的帧率。

作为本发明的进一步改进，选取待监测船舶设备的机身部位图像区域及与外部设备管路连接部位的图像区域作为关注区域。

作为本发明的进一步改进，利用高速立体视觉装置及对应的旋转矩阵、平移矩阵和内部标定参数进行待监测船舶设备的振动监测包括：

通过特征点检测算法自动检测，针对关注区域在自动检测的特征点进行特征点的匹配；