CN210136188U - 外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，通过遮光外套屏蔽外界光源，使待测钢索所测区域内无外界光源，同时，在遮光外套内设置内置光源，并使内置光源的照射到拉索表面探测区域的强度统一，则最终摄影图像的背景光信息可保持一致，包括不同摄像机记录下的同一钢索轴向位置探测区域的图像强度和同一摄像机在钢索不同纵向位置的图像强度均保持一致。本实用新型通过屏蔽护套隔绝外部光线，在检测区域形成光密闭环境，使得外界光环境对视频检测数据的影响降到最低。

Description

外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置

技术领域

本实用新型涉及外置钢索的表观检查领域，具体涉及一种控制检测光源以提高视频图像检测质量装置。

背景技术

索体的检测是已运营缆索结构的养护工作之一，采用视频检测索体表面的方法已经在实际工程中得到应用。但是，实际应用结果表明，对于外置索体的检测，由于视频图像对外界光线十分敏感，严重影响检测结果。例如，索体同一截面上对应的日照光线强度存在差异，不同时刻同一摄像头对应的日照光线强度也存在差异，检测时外部环境可能的局部反光等问题也严重影响成像质量。目前，大量的视频信号通过计算机算法自动处理，统一的景光线条件将极大提高分析结果的准确度。

中国专利(CN 201110285061)提出了通过爬索机构安装多个固定摄像头，围绕拉索横截面圆周，当爬索机构沿拉索轴向爬行时摄像头实时采集拉索表面图像，综合同一时刻多个摄像头图像可得到拉索一个截面圆周内的检测方法。

中国实用新型专利(CN 204855400 U)提出了通过其权利要求中的系列机构和传感器，实现斜拉索爬行中的定位和摄像头沿拉索横截面外圆周的环绕转动，可实现一个摄像头全方位采集拉索截面圆周上图像信息的功能，解决传统视频检测中采用固定摄像头检测斜拉索截面时需要用至少两到三个摄像头的问题。

中国实用新型专利(CN 103698336 B)针对拉索锚固区传统通过工业内窥镜进行检测方法的不足之处，提出了通过反光镜等构造装置，将外接照明光源平行引导进入远离光源的狭小锚固区域，并通过外部高清摄远物镜采集由反光镜传递回来的光线信号实现对锚固区内部拉索的远距离检测。

此外，针对斜拉索检测的爬行装置及其控制***，中国实用新型专利(CN204959598 U)、中国实用新型专利(CN 103194967 A)、中国实用新型专利(CN 103552073B)和中国实用新型专利(CN 103696365 B)均对索体结构检测的爬行设备的具体构造或装置间的数据连接方式进行了权利申请。

已公布专利的检索结果表明，在钢索(包括斜拉索以及类似的由钢材制成的细长构造物)基于视频的表观检测相关专利中，主要针对爬索装置机构的设计、数据传输方法等权利申请，尚未见针对视频图像的外部光源影响的处置措施和相关构造装置。

发明内容

本实用新型涉及一种通过屏蔽外界光源、在***内部自设等强度光源的方法和装置，实现对钢索外观检测中视频图像的外部光源影响的处置。

为实现上述目的，设计一种外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，其特征在于，包括：

遮光护套，环向套设于钢索拉索外部；

摄像头，设于遮光护套内，与内置光源一一对应紧密布置，对准待测钢索所测区域；

内置光源，设于遮光护套内，与摄像头一一对应紧密布置，对准待测钢索所测区域；

若干对摄像头和内置光源沿钢索索体横截面沿圆心中心对称布置，各摄像头对钢索索体表面的垂直距离相同、各内置光源对钢索索体表面的垂直距离相同。

为实现对图片背景光源的强度控制，采用的方法是：通过遮光外套屏蔽外界光源，使待测钢索所测区域内无外界光源，同时，在遮光外套内设置内置光源，并使内置光源的照射到拉索表面探测区域的强度统一，则最终摄影图像的背景光信息可保持一致，包括不同摄像机记录下的同一钢索轴向位置探测区域的图像强度和同一摄像机在钢索不同纵向位置的图像强度均保持一致。

为实现内置摄像头的光线强度一致，采用的方法是：对于固定摄像头布置方案中，绕拉索截面圆周内，通过选择合适的内置光源照射范围，使多个内置光源照射覆盖检测区域，并且光照区域不相互重叠或略有交集，并通过对不同位置的摄像头和光源的在拉索表面等高度布置，则可以实现对检测区域光照强度的近似相等。

具体的原理是，通过等光照强度的光源按本实用新型专利的光源布置方式等高度绕圆形截面钢束外布置，通过调整光源的发光角度，使得光照区域不相互重叠，则在各光源照射范围内光源至钢束外表面各点的光照距离近似相等，并且随着光源布置数量的增加，这种近似相等逐渐趋近于完全相等。在光照距离和光源照明强度相同的情况下，钢束表面获得的光照照度在各点相同，由此实现等光照照度相等的目的。由此拍摄的照片或视频可大大减少背景光影噪声的干扰，提高检测分析精度。

根据上述实现原理，可通过调整光源数量和布置使得钢束表面获得的近似等强度光照照度，以达到各种检测摄影的光照要求。

对于单个摄像头绕钢索截面转动的方案，只需要保证钢索转动圆环与拉索形心基本重合，则在摄影过程中，内置光源在截面圆周上拍摄时各点形成的背景光强度相同，而对应的摄像范围相同，最终形成的视频影像具有近似等强度的背景。

如此，所形成的光照条件在检测范围内可近似认为是基本相似的。目前已有的自动化视频分析方法对这种微小的背景差异具有极强的鲁棒性，可以得到良好的分析结果。

装置供电、视频信号的传输、数据处理和损伤评估分析方法不在本专利的权利申请范围，对驱动本装置在钢索上的移动的爬行装置不在本专利的权利申请范围。

与传统拉索视频检测技术相比，本实用新型的优点在于：

(1)通过屏蔽护套隔绝外部光线，在检测区域形成光密闭环境，使得外界光环境对视频检测数据的影响降到最低；

(2)通过摄像头和内置光源的配合使用，使得钢索密闭检测区域内的光线背景强度近似相同，得到的检测到的视频图像数据质量提高，近似相同的图像背景光源可降低后期数据分析过程中对背景信号识别算法的依赖性，大幅简化分析算法，提高分析速度和评估结果质量；

(3)由于屏蔽了外界光源的影响，采用本实用新型后的钢索检测可以扩展不同环境条件下的适用性，也可实现索体检测的夜间作业。

附图说明

图1为本实用新型实施例中装置安装在拉索上的整体外型示意图。

图2为本实用新型实施例中沿拉索纵向的装置内构造示意图。

图3为本实用新型实施例中八边形外遮光护套和四摄像头布置示意图。

图4为本实用新型实施例中圆形外遮光护套和三摄像头布置示意图。

图中标记说明：

1-钢索，2-遮光护套，3-摄像头，4-内置光源，5-弹性支承，6-滑轮，7-柔性挡光片。

具体实施方式

现结合附图及实施例对本实用新型的技术方案作进一步阐述，相信对本领域技术人员来说是清楚的。

参见图1所示，本实用新型实施例提供一种屏蔽外界光源、通过内置光源实现视频检测近似等强度背景光信号的方法和装置。其中，装置整体套置于钢索1索体外，可外接拉索爬行机器人移动。

装置内的纵向构造布置参见图2，其中遮光护套2沿环向和截面两头形成对拉索的整体包围。为适应不同索体直径以及索体外螺旋线等构造物，护套内径大于索体外径，并在遮光护套2与索体1外壁之间通过设置柔性挡光片7实现对遮光护套2和索体1之间空隙的遮蔽，最终实现对外界光源的整体屏蔽效果。

为实现在爬索机器人等装置下本实用新型装置沿索体的轴向移动，参见图2中遮光护套2两侧设置内嵌的滑轮装置6，并通过弹性支承5实现滑轮6与遮光护套2的连接固定。弹性支承5具有一定的刚度，可适应不同直径拉索的爬移，并克服爬移过程中拉索表面构造物的阻碍。

结合图2和图3，遮光护套2内一对摄像头3和内置光源4紧密布置，多对摄像头3和内置光源4沿索体横截面沿圆心中心对称布置。由此实现各摄像头3对索体表面的垂直距离相同、各内置光源4对索体表面的垂直距离相同。

本实用新型中，根据检测需要，摄像头和内置光源的数量和位置可进行调整，参考图3和图4。只要布置原理与本实用新型所述一致，则不同的数量和布置形式下均可实现视频信号的等背景信号强度。

本专利申请不局限于上述实施方案，任何人在不脱离本实用新型专利原理的前提下，做出若干局部调整和改进，也视为本实用新型的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

Claims (4)

1.一种外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，其特征在于，包括：

遮光护套，环向套设于钢索拉索外部；

摄像头，设于遮光护套内，与内置光源一一对应紧密布置，对准待测钢索所测区域；

内置光源，设于遮光护套内，与摄像头一一对应紧密布置，对准待测钢索所测区域；

若干对摄像头和内置光源沿钢索索体横截面沿圆心中心对称布置，各摄像头对钢索索体表面的垂直距离相同、各内置光源对钢索索体表面的垂直距离相同。

2.如权利要求1所述的一种外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，其特征在于，遮光护套截面为凹字形，沿环向和截面两头形成对拉索的整体包围，护套内径大于索体外径。

3.如权利要求1或2所述的一种外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，其特征在于，在遮光护套(2)与钢索(1)索体外壁之间通过设置柔性挡光片(7)实现对遮光护套(2)和钢索(1)索体之间空隙的遮蔽。

4.如权利要求1或2所述的一种外置钢索表观损伤的等强光源视频检测装置，其特征在于，遮光护套(2)与钢索接触的侧端通过弹性支承(5)设置内嵌的滑轮(6)，并通过弹性支承(5)实现滑轮(6)与遮光护套(2)的连接固定。

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