本发明专利技术提供了一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，包括：根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量；计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量；根据所述第一位移向量与所述第二位移向量之差，计算得到由所述活塞偏移、扭转引起的每台相机的第三位移向量；根据所述第三位移向量，计算得到所述活塞的水平方向偏移量、垂直方向偏移量以及扭转角。本发明专利技术提供了一种精准在线测量煤气柜活塞偏移、扭转的方法和装置，维护人员可以远程实时掌控煤气柜活塞的运行状况。减少了人工进柜测量次数，提高了煤气柜的维护效率，提升了维护作业的安全性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤气柜运行状态检测
，特别是指一种煤气柜活塞的偏移、扭转在线测量方法和装置。
技术介绍
煤气柜是一种可以回收并作为二次能源利用而存储煤气的装置。煤气柜主要由包括侧板、底板、顶板等部件构成的外部固定不动的壳体，包括活塞、T挡板构成的内部可活动构件，以及连接侧板与T挡板、T挡板与活塞挡板之间的橡皮膜组成。当煤气柜进行储气时活塞上升，排气时活塞下降。当活塞在较低位置时，活塞支架与T挡板脱开，活塞支架随活塞一起上下运动，活塞下降时T挡板与活塞挡板之间的橡皮膜将折叠，活塞上升时T挡板与活塞挡板之间的橡皮膜将伸展。当活塞上升到一定高度时，T挡板与活塞挡板间橡皮膜将完全展开，活塞支架与T挡板接触。在此高度以上，T挡板和活塞支架将随活塞一起上下运动，活塞上升时，侧板与T挡板之间的橡皮膜将伸展；活塞下降时，侧板与T挡板之间的橡皮膜将折叠。当活塞上下运动时，活塞与煤气柜柜体之间没有任何刚性连接，主要依靠柜内煤气压力将其支撑。由于在活塞上下运动时可能会发生整个活塞面受力不均的现象，活塞并不会始终保持水平状态，可能会产生倾斜、偏移、扭转等状况。但活塞的倾斜、偏移、扭转等状况达到一定程度时，可能会引起煤气柜内煤气过压。严重时还可能引起橡皮膜的撕裂，进而导致煤气泄漏，造成重大的经济损失和安全隐患。因此，活塞的偏移、扭转在线测量技术是保证煤气柜安全运行的关键技术。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种煤气柜活塞的偏移、扭转在线测量方法和装置，可以准确的测量煤气柜活塞的偏移、扭转值，且简单易实现、成本低廉、适合大面积工业推广。为了实现上述目的，现提出如下解决方案：一方面，提供一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，包括：根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V；计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量V”；根据所述第一位移向量V与所述第二位移向量V”之差，计算得到由所述活塞偏移、扭转引起的每台相机的第三位移向量V'；根据所述第三位移向量V'，计算得到所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α。优选地，所述相机的个数为2，所述根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V中，所述第一位移向量V由公式V＝[Xp、Yp]T求得，其中，p点为一台所述相机的安装位置；Xp为所述相机镜头方向位移，Xp由公式求得；Yp为所述相机镜头切线方向位移，Yp由公式求得；其中，A、B、C为所述第一标记物在水平剖面的投影；a、b、c分别为A、B、C的像；a＇、b＇、c＇分别为移动后的A、B、C的像；AB为所述第一标记物的标记条纹宽度；根据棋盘标定方法求得F＝f/δ，f为所述相机的焦距，δ为所述相机成像面的分辨率。优选地，所述计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量V”中，所述第二位移向量V”由公式求得，其中，γ为所述活塞倾斜后x轴与水平面夹角；β为所述活塞倾斜后y轴与水平面的夹角；B(H,θ)所述活塞倾斜到相机位移的转换矩阵,是一个2×2的矩阵；θ为所述相机镜头方向与x轴夹角；H为所述相机的安装位置到所述活塞平面的高度。优选地，所述根据所述第三位移向量V'，计算得到所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α中，所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α的最优解由公式求得，其中，A(θ,R)为所述活塞偏移、扭转到相机位移的转换矩阵,是一个2×3的矩阵；θ为所述相机镜头方向与x轴夹角,R为所述相机的安装位置到所述活塞中心的距离。优选地，在所述根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V之前，还包括：根据拍摄的图像判断所述活塞所处位置，决定采用参与计算的标记物。另外，本专利技术实施例还提供了一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量装置，包括：多台相机、多个标记物、信号传输链路以及计算模块；所述多个标记物，设置在每台相机的正前方；所述多台相机设置在所述活塞支架顶部，用以捕捉对应标记物的图像变化，并将结果通过所述传输链路传送至所述计算模块；所述计算模块接收上述信息，根据所述对应标记物的图像变化得到的第一位移向量V以及所述活塞倾斜引起的第二位移向量V”，计算得到由所述活塞偏移、扭转引起的每台相机的第三位移向量V'；其中，所述第三位移向量V'包括：所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α。优选地，所述相机的个数为2，所述计算模块中，所述第一位移向量V由公式V＝[Xp、Yp]T求得，其中，p点为一台所述相机的安装位置；Xp为所述相机镜头方向位移，Xp由公式求得；Yp为所述相机镜头切线方向位移，Yp由公式求得；其中，A、B、C为所述第一标记物在水平剖面的投影；a、b、c分别为A、B、C的像；a＇、b＇、c＇分别为移动后的A、B、C的像；AB为所述第一标记物的标记条纹宽度；根据棋盘标定方法求得F＝f/δ，f为所述相机的焦距，δ为所述相机成像面的分辨率；所述第二位移向量V”由公式求得，其中，γ为所述活塞倾斜后x轴与水平面夹角；β为所述活塞倾斜后y轴与水平面的夹角；B(H,θ)所述活塞倾斜到相机位移的转换矩阵,是一个2×2的矩阵；θ为所述相机镜头方向与x轴夹角；H为所述相机的安装位置到所述活塞平面的高度。优选地，还包括：判断模块，用于在计算所述第一位移向量V之前根据拍摄的图像判断所述活塞所处位置，决定采用参与计算的标记物。优选地，所述相机采用1080P摄像机；所述多个标记物的个数为3，分别设置在所述煤气柜侧板上、T挡板平台上以及所述T挡板下方支架上。优选地，所述传输链路包括：以太网交换机、网线电缆、光纤；所述相机与所述以太网交换机通过所述网线电缆相连；所述计算模块与所述以太网交换机通过所述网线电缆相连；所述以太网交换机之间通过所述光纤相连。本专利技术的实施例具有以下有益效果：上述方案中，本专利技术提供了一种精准在线测量煤气柜活塞的偏移、扭转的
方法和装置，维护人员可以远程实时掌控煤气柜活塞的运行状况。减少了人工进柜测量次数，提高了煤气柜的维护效率，提升了维护作业的安全性。可以准确的测量煤气柜活塞的偏移、扭转值，且简单易实现、成本低廉、适合大面积工业推广。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法的步骤流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种标记物和相机安装位置关系的示意图；图3为本专利技术实施例提供的一种活塞偏移、扭转与相机位置变化关系的示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种标记物的样式示意图；图5为本专利技术实施例提供的相机位置变化计算方法的原理示意图；图6为本专利技术实施例提供的一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量装置的结构示意图；图7为本专利技术实施例提供的一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量装置的系统结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本专利技术的实施例针对现有技术中煤气柜活塞运行状态检测不准确或需要人工测量等的问题，提供一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法和装置。在煤气柜运行过程中当活塞在初始位置时，记录下活塞上的相机所拍摄到本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，包括：根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V；计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量V”；根据所述第一位移向量V与所述第二位移向量V”之差，计算得到由所述活塞偏移、扭转引起的每台相机的第三位移向量V'；根据所述第三位移向量V'，计算得到所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α。
【技术特征摘要】
1.一种煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，包括：根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V；计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量V”；根据所述第一位移向量V与所述第二位移向量V”之差，计算得到由所述活塞偏移、扭转引起的每台相机的第三位移向量V'；根据所述第三位移向量V'，计算得到所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α。2.根据权利要求1所述的煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，所述相机的个数为2，所述根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V中，所述第一位移向量V由公式V＝[Xp、Yp]T求得，其中，p点为一台所述相机的安装位置；Xp为所述相机镜头方向位移，Xp由公式求得；Yp为所述相机镜头切线方向位移，Yp由公式求得；其中，A、B、C为所述第一标记物在水平剖面的投影；a、b、c分别为A、B、C的像；a＇、b＇、c＇分别为移动后的A、B、C的像；AB为所述第一标记物的标记条纹宽度；根据棋盘标定方法求得F＝f/δ，f为所述相机的焦距，δ为所述相机成像面的分辨率。3.根据权利要求2所述的煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，所述计算由所述活塞倾斜引起的每台相机的第二位移向量V”中，所述第二位移向量V”由公式求得，其中，γ为所述活塞倾斜后x轴与水平面夹角；β为所述活塞倾斜后y轴与水平面的夹角；B(H,θ)所述活塞倾斜到相机位移的转换矩阵,是一个2×2的矩阵；θ为所述相机镜头方向与x轴夹角；H为所述相机的安装位置到所述活塞平面的高度。4.根据权利要求3所述的煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，所述根据所述第三位移向量V'，计算得到所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α中，所述活塞的水平方向偏移量xQ、垂直方向偏移量yQ以及扭转角α的最优解由公式求得，其中，A(θ,R)为所述活塞偏移、扭转到相机位移的转换矩阵,是一个2×3的矩阵；θ为所述相机镜头方向与x轴夹角,R为所述相机的安装位置到所述活塞中心的距离。5.根据权利要求1-4任一项所述的煤气柜活塞的偏移、扭转测量方法，其特征在于，在所述根据活塞支架顶部设置的相机拍摄的每台相机正对面多个标记物的图像变化计算出每台相机的第一位移向量V之前，还包括：根据拍...
【专利技术属性】
技术研发人员：欧燕，叶理德，蔡炜，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42
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