带有绳索附接装置的用于绳索的三维光学测量移动设备制造方法及图纸

一种经校准的三维光学测量设备(1)，用于对绳索(2)的几何参数进行三维测量，其包括框架(3')，该框架限定绳索接收腔(29)并且围绕该绳索接收腔布置。多个图像采集装置(C0，C1，C2，C3)适于采集绳索(2)的外表面(21)的至少一个区域的多个数字图像。当三维光学测量设备(1)在绳索接收腔(29)中接收绳索(2)时，图像采集装置(C0，C1，C2，C3)被固定到框架(3')上并且围绕绳索(2)布置。附接装置(4')适于以相对于所述绳索(2)相对可平移的方式将三维光学测量设备(1)约束到绳索上。电子数字图像处理装置被配置成处理多个数字图像并且获得由图像采集装置采集的绳索的数字图像的点的三维摄影测量重建。量重建。量重建。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有绳索附接装置的用于绳索的三维光学测量移动设备


[0001]本专利技术通常属于静止或移动的绳索或缆绳的测量和检查系统，其采用非破坏性和非接触技术。
[0002]具体地说，本专利技术涉及一种经校准的三维光学测量设备并且涉及一种通过采集绳索或缆绳的外表面的数字图像对绳索的几何参数进行三维光学测量的方法。这种方法的应用示例涉及绳索或缆绳的连续测量，否则由于被测物体的移动，用接触方法是不能实现的。例如，这种测量涉及在升降椅和/或缆车运行期间对其绳索或缆绳的检查。此外，本专利技术涉及生产线中绳索或缆绳的连续测量，用于运行中的质量控制或定期检查。在许多情况下，已知的测量和检查技术包括使操作者存在于困难和/或危险的环境条件下，比如在悬挂的绳索或化学试剂污染的环境中的测量。此外，不利的是，在许多情况下，为了进行测量，必须停止生产或处理设备。

技术介绍

[0003]通过处理绳索的二维(2D)图像来测量绳索的几何参数的技术是已知的。
[0004]例如，EP2383566A1描述了一种用于采集一部分绳索的二维图像并且在2D图像中测量绳股的延伸的方法；该方法包括确定作为相对于参考目标值计算的绳股的纵向延伸的函数的质量值。
[0005]不利的是，由于绳索和摄像机之间的透视定位，2D处理技术会受到测量误差的影响。
[0006]此外，在绳索特别脏或存在油脂的情况下，很难获得易于分析的图像。
[0007]通过使用带有线性传感器(即，基于单行像素的传感器)的摄像机，用于测量绳索的几何参数的技术也是已知的，但是这种技术除了在穿过传感器的平面和绳索轴线之间不完全垂直的情况下会受到误差的影响之外，还会受到由于绳索在测量过程中受到振动而引起的误差的影响。
[0008]具体地说，现有技术的系统通常体积庞大、难以运输，并且受周围环境的照明条件影响，这会损坏图像采集质量。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种用于对绳索或者刚性缆绳或柔性缆绳的几何参数进行三维光学测量的设备和方法，该设备和方法允许克服上述缺点。
[0010]根据所附独立权利要求，通过对绳索(或等效方式的缆绳)的几何参数进行光学三维测量的设备和方法来实现上述目的；依赖于该独立权利要求的权利要求描述了替代实施例。
[0011]优选地，可以通过三维光学测量设备分析的绳索和缆绳的类型包括刚性绳索和柔性绳索，该刚性绳索或柔性绳索由任何类型的材料制成，例如铁、钢、天然纤维或合成纤维、碳纤维等。换句话说，绳索可以被理解为优选延伸维度(长度)比其他两个维度大得多的任
何轴对称物体，例如优选延伸维度比其他两个维度长100倍以上。
[0012]优选地，绳索或缆绳的外表面具有一个或更多个以下特征：
[0013]‑
连续或至少部分连续，例如表面光滑或表面上有凹槽；
[0014]‑
实心螺旋，例如螺旋筋；
[0015]‑
由一个或更多个螺旋线缠绕的子部件构成，例如螺旋的或绞合的缆绳或绳索。
[0016]例如，绳索由单根线或若干根相互缠绕的线构成，这些线形成所谓的绳股，或者绳索由若干根相互缠绕的绳股构成，因此，绳索由若干根相互缠绕的线构成以形成单绳股，该单绳股又彼此相互缠绕。
[0017]绳索或缆绳也可以由相互缠绕的纤维构成。
[0018]用于对绳索的几何参数进行测量的经校准的三维光学测量设备包括多个数字图像采集装置，该数字图像采集装置适于采集绳索的外表面的至少一个区域的多个数字图像。
[0019]优选地，数字图像采集装置是带有矩阵类型的图像传感器的摄像机(即，能够采集像素矩阵上的数字图像)。此外，该系统包括数字图像处理装置，该数字图像处理装置被布置成执行用于测量绳索的这种几何参数的方法的步骤，这将在本文件的后续部分中详细描述。
[0020]总之，在一个实施例中，三维光学测量设备允许从每个数字图像上的相应点开始在三维空间中对绳索的外表面的至少一个区域的多个点进行摄影测量重建，然后借助于这样的多个三维点来计算几何参数。
[0021]优选地，由光学系统测量的几何参数涉及以下测量值中的至少一个：
[0022]‑
绳索的点直径或者接近或环绕绳索的旋转体的平均直径；
[0023]‑
绳索的点圆度或者接近或环绕绳索的旋转体的平均圆度；
[0024]‑
绳索或者接近或环绕绳索的旋转体的轴线的位置、取向和线性度；
[0025]‑
沿着绳索或缆绳或者接近或环绕绳索或缆绳的旋转体的轴线测量的绳索的长度；
[0026]‑
绳索的节距，即其外表面为实心螺旋或其外表面由一个或更多个螺旋线缠绕的子部件构成的样本的相邻线圈或相邻螺旋线之间的距离。例如，绳索的节距是在由形成绳索的相邻绳股或相邻线构成的线圈或螺旋线之间计算的。
附图说明
[0027]根据本专利技术的用于测量绳索或缆绳的几何参数的经校准的光学系统和方法的特征和优点将从以下描述中变得显而易见，以下描述是根据附图通过解释的方式而不是通过限制的方式给出的，其中：
[0028]‑
图1示出了根据本专利技术实施例的经校准的三维光学测量设备，并且该设备安装在绳索上；
[0029]‑
图2示出了图1中经校准的三维光学测量设备的一部分的轴测图，其中，为了显示清楚，人为地移除了框架3'；
[0030]‑
图3示出了图1中经校准的三维光学测量设备沿着与绳索的最大延伸维度垂直的剖面的剖视图；
[0031]‑
图4示出了图1中经校准的三维光学测量设备的细节；
[0032]‑
图5示出了根据本专利技术的实施例的经校准的三维光学测量设备的示意图，其中，数字图像采集装置C0...C3并且绳索是可见的；
[0033]‑
图6示出了图5中的代表性示意图的一部分；
[0034]‑
图7示出了根据本专利技术的实施例的经校准的三维光学测量设备的示意图，其中，绳索的一部分被虚拟地示出为靠近每个数字图像检测装置(由对应的图像采集装置框定并且可见，并且其中，两个装置可见的公共区域用网点示出)；
[0035]‑
图8示出了根据本专利技术的实施例的步骤来采集和处理的一对数字图像，其中，该对图像由布置在径向相对位置的一对图像采集装置采集，如下图9所示；
[0036]‑
图8a示出了根据本专利技术的实施例的另一步骤采集和处理的一对数字图像，其中，该对图像由例如沿着基本上以绳索轴线为中心并且偏移90
°
的圆周布置的两个相邻的数字图像采集装置采集；
[0037]‑
图9示出了根据本专利技术的实施例的经校准的三维光学测量设备的代表性示意图的细节，其中，一对图像采集系统的每个视场所共有的绳索的轮廓线用粗线勾勒，其中，每个数字装置沿着垂直于绳索轴线的轴线布置在径向相对的位置；
[0038]‑
图10示出了根据本专利技术的实施例的从数字图像采集装置本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种经校准的三维光学测量设备(1)，用于绳索(2)的几何参数的三维测量，包括：
‑
框架(3')，所述框架限定绳索接收腔(29)并且围绕该绳索接收腔布置；
‑
多个图像采集装置(C0，C1，C2，C3)，所述多个图像采集装置适于采集所述绳索(2)的外表面(21)的至少一个区域的多个数字图像，所述图像采集装置(C0，C1，C2，C3)固定至所述框架(3')，并且当所述三维光学测量设备(1)在所述绳索接收腔(29)中接收所述绳索(2)时所述图像采集装置围绕所述绳索(2)布置；
‑
附接装置(4')，所述附接装置适于以相对于所述绳索(2)能够相对平移的方式将所述三维光学测量设备(1)约束至所述绳索；
‑
电子数字图像处理装置，所述电子数字图像处理装置被配置成处理所述多个数字图像并且获得所述绳索的由所述图像采集装置采集的数字图像的点的三维摄影测量重建。2.根据权利要求1所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述电子数字图像处理装置包括存储单元，在所述存储单元中存储了每个图像采集装置(C0，C1，C2，C3)的固有校准参数和非固有校准参数。3.根据权利要求1或2所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述框架(3')包括壳体(3)和支撑结构(10)，所述壳体限定所述绳索接收腔(29)并且围绕该绳索接收腔布置，所述支撑结构联结到所述壳体(3)，所述图像采集装置(C0，C1，C2，C3)固定在所述支撑结构(10)上。4.根据权利要求3所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述支撑结构(10)包括被可释放地联结至所述壳体(3)的联结区域(11)。5.根据权利要求3或4所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述支撑结构(10)在该支撑结构的不同于所述联结区域(11)的其余部分与所述壳体(3)间隔开。6.根据权利要求3至5中任一项所述的三维光学测量设备(1)，其中，在所述支撑结构(10)和所述壳体(3)之间插入有阻尼元件(5)，所述阻尼元件由适于抑制从所述壳体(3)到所述支撑结构(10)的振动传递的材料制成，例如橡胶或弹性材料。7.根据权利要求3所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述壳体(3)和所述支撑结构(10)联结，以形成单件或形成单件的一部分。8.根据权利要求3至7中任一项所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述支撑结构(10)具有开放的环形形状，并且所述壳体(3)具有盒状形状，所述壳体(3)围绕所述支撑结构(10)的内部或外部布置。9.根据权利要求8所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述支撑结构(10)围绕所述壳体(3)的外部布置，并且其中，所述壳体(3)包括壳体侧壁(31)，所述壳体侧壁沿着平行于所述绳索(2)的主延伸轴线的轴向方向(X')在头端(32)和尾端(33)之间延伸，所述壳体侧壁(31)适于在所述三维光学测量设备(1)相对于所述绳索(2)相对滑动时与所述绳索(2)间隔布置，对于每个图像采集装置(C0，C1，C2，C3)，在所述壳体侧壁(31)上设置有至少一个观察窗口(V0，V1，V2，V3)，使得所述图像采集装置能够通过所述观察窗口(V0，V1，V2，V3)检测所述绳索(2)的数字图像。10.根据权利要求8至9中任一项所述的三维光学测量设备(1)，其中，所述壳体(3)包括壳体尾壁(331)和壳体头壁(321)，所述壳体尾壁和壳体头壁相应地封闭靠近所述尾端(33)和所述头端(32)的壳体侧壁(31)，
并且其中，在所述壳体头壁(321)和所述壳体尾壁(331)中的每一个上设置有至少一个通道开口(6，6')，所述绳索(2)能够横穿所述通道开口，并且其中，所述尾壁(331)和所述头壁(321)各自至少包括与所述壳体侧壁(31)固定并且成一体的第一壁部分(321'，331')以及被可释放地固定至所述第一壁部分(321'，331')的可移除的壁部分(321”，331”)，使得，在绳索插入配置中，所述可移除的壁部分(321”，331”)不固定至所述第一壁部分(321'，331')，从而在所述尾壁(331)和/或在所述头壁(321)中留下绳索插入开口(61)，所述绳索插入开口(61)与所述通道开口(6)连通，以允许借助于所述壳体(3)和所述绳索(2)之间的垂直于所述轴向方向(X')的相对移动将所述绳索(2)插入所述通道开口(6，6')中，并且使得，在绳索安装配置中，所述可移除的壁部分(321”，331”)固定至所述第一壁部分(321'，331')，以便封闭所述绳索插入开口(61)。...

【专利技术属性】
技术研发人员：克里斯蒂亚诺，
申请(专利权)人：布顿国际有限公司，
类型：发明
国别省市：