【技术实现步骤摘要】
一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法
[0001]本专利技术涉及机械设备维护研究领域，具体为一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法。
技术介绍
[0002]磨损是机械零部件最常见、最主要的失效形式。约有80％的机械设备的失效是由磨损引起的，因摩擦消耗的能源占总能源消耗的1/3～1/2。柴油机中大约70％故障是因为油品污染引起，而其中50％是磨损造成的；滚动轴承中大约40％的失效与损坏是由于润滑不当而导致；齿轮中大约51％的故障与润滑不良和异常磨损有关；液压系统中大约70％的故障来自于液压介质被污染，污染度等级过高所致。
[0003]早期人们利用电磁赛对磨粒进行在线监测，它表征的是机械运转过程中磨粒的累计总量，当电磁塞发出警报信号时，表表明电磁赛吸附的磨粒总量达到预先设定的数值时，即被监测零件的磨碎已经足够大。之后人们又开始试图将铁浦技术应用于磨粒的在线监测，又对磨粒进行简单的定量分析。近年来，人们不断探索更多的在线监测方法对磨粒进行监测，推动了磨粒在线监测的研究。
[0004]国内外许多...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法，其特征在于：由在线磨损监测与分析仪软件平台、内核驱动程序、嵌入式操作系统WinCE和在线磨损监测与分析仪软件平台组成，且在线磨损监测与分析仪软件平台搭载有监测分析仪控制功能程序和监测分析仪接口控制程序；所述在线磨损监测与分析仪软件平台包括：图像采集与预处理模块、磨粒图像特征提取算法模块和磨损状态分析诊断与预测模块，所述图像采集与预处理模块的数据输出端与磨粒图像特征提取算法模块的数据输入端连接，所述磨粒图像特征提取算法模块的数据输出端与磨损状态分析诊断与预测模块的数据输入端连接；所述感知系统使用方法包括以下具体步骤：S1：设计无扰动微流量磨粒传感器流道；S2：通过图像采集与预处理模块采用多光场、微扰动技术对滑油流动过程中的姿态进行视频抓取，实时获取磨粒视频图像；S3：之后图像采集与预处理模块对滑油流动过程中的单个磨粒进行追踪捕捉，获取不同姿态下几何、参数和纹理参数，进行三维重构；S4：通过磨粒图像特征提取算法模块对流经传感器磨粒的颜色、粒径、表面形貌、浓度等多面特征实施量化提取；S5：通过磨损状态分析诊断与预测模块结合设备摩擦部位特征信息进行吻合度比对，实现对故障的预警、诊断和视情维护，且进行磨损状态监测，可以及时的预报险情。2.根据权利要求1所述的一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法，其特征在于：所述S1中无扰动微流量磨粒传感器流道的设计，主要采用Fluent软件模拟二相、层流流态下的流场，通过Reynolds方程以及粒子受力方程，获得磨粒稳定可控流动的流道结构、流场参数的优化值，指导传感器流道设计。3.根据权利要求1所述的一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法，其特征在于：所述S2中图像采集与预处理模块采集视频图像信息是基于视频流的磨粒多光源显微成像技术，从用油、光学玻璃多折射率影响下的光学系统分析，微距条件下大景深光学结构分析入手，完成磨粒多光源成像采集环境的搭建。4.根据权利要求1所述的一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法，其特征在于：所述S3中基于光度立体视觉的表面形貌三维图像快速重构方法包括：通过光学标定、畸变矫正、光源模型的参数提取、光源方向的标定与位置确定、光照模型即反射模型选取、法向量求解、等过程步骤，采用采集面场和结构部件初始化标定算法模型，实现基于立体视觉技术的磨粒三维重构。5.根据权利要求1所述的一种基于视频图像提取技术的磨损状态感知系统与方法，其特征在于：所述S4中磨粒图像特征提取算法模块是通过磨粒形态学特征快速提取及动态磨损机理辨识方法实现功能，即基于图像帧的动态磨粒定位及特征快速提取方法，主要采用链码追踪法识别图像中所有磨粒及其形态学特征，针对不同帧图像的特征匹配，获得视频流中磨粒的浓度、形态、颜色等特征，研制基于形态学特征与磨损机理，颜色特征与磨损部位或者磨损机理之间的模糊匹配关系，采用数理概率统计模型获得典型磨损机理的磨粒特征表征方法。6.根据权利要求1所述的一种基于视频图像提...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱容霄，童嘉博，王明辉，翟伟程，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：
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