基于数字图像处理的起重机械钢丝绳辅助检测方法研究

来源 :福州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sean1221
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
钢丝绳对社会的工业生产和经济的支撑都启到了重要的作用。在建筑工程项目中,由于其特殊的材质和结构上优越的可承载性,起重机械都使用它为主要承重构件来进行作业。而在起重机械工作过程中,受到摩擦、腐蚀、过载等各种因素的影响,会引发形变、断丝等缺陷故障,没有及时地检测更换,瞬时引发断裂导致严重的安全事故。故本文以“数字图像处理+卷积神经网络+系统平台”为基础研究架构,对钢丝绳断丝、笼状、纽结、绳股突出、咬绳和锈蚀这六种常见的缺陷情况进行辅助检测的方法研究,最后设计了一款能够满足图像可视化的程序界面来实现钢丝绳缺陷检测集成系统。全文围绕以下四个主要内容进行阐述:(1)研究实现钢丝绳图像预处理。针对图像采集环境恶劣和设备拍摄放大后的细节质量不佳的问题,提出了对钢丝绳图像降噪和增强两个方面的解决方法。设计使用C-BM3D算法对钢丝绳图像先进行预处理降噪,依据参数PSNR进行性能评定,结果表明C-BM3D算法的引入对实际钢丝绳图像检测的准确性带来进一步的提高。接着依据数学形态学,使用3*3/5*5的结构元素经过闭运算,达到图像增强效果。(2)实现钢丝绳图像的边缘提取。使用Edge Boxes算法进行钢丝绳绳股的快速图像分割和对钢丝绳轮廓的粗提取与细提取,并在相似精度的检测标准下速度提高了2~3个数量级。(3)基于R-CNN实现钢丝绳的目标检测。在R-CNN的框架下提取绳股的纹理特征,进行分类训练,提高缺陷识别的准确度和精确度。通过结构化运算的思想,缩小不重要的检测面积,提高模型训练和推断速度。通过纹理特征,检测钢丝绳缺陷图像,统计缺陷的类别和位置,最后缺陷判别的成功判别率分别为91%。对比传统检测方法发现,本文使用的方法可以更好的满足工业生产检测的需求。(4)搭建检测系统。基于Py Qt5搭建钢丝绳缺陷检测原型系统,设计输入图片、目标检测、文件阅览和检测结果4个模块,实现对钢丝绳六种缺陷的目标检测,完成风险评估,系统图像检测的成功判别率为98.6%。结果表明,本文所述方法满足多种钢丝绳缺陷检测的需求,不再是单一断丝的缺陷识别,这对起重机械钢丝绳辅助检测方法研究和工业生产检测具有重要的指导意义。
其他文献
为了实现便捷的充电,以无线能量传输技术为基础的无线充电方式引起人们的广泛关注,并成为当前研究的热点。由于电池的物理特性,负载参数如阻抗在充电过程不可避免会发生变化,为了实现负载恒流充电,需要设计补偿网络进行调整。为了解决多负载、多中继、中继混合负载传输环境下负载恒流的问题,本文基于T型补偿拓扑网络,搭建了无线充电中继传输的研究模型,并结合三种实际应用场景展开研究,主要的研究工作和贡献概述如下:(1
学位
森林地表火蔓延是森林火灾的重要形式,风作为影响林火蔓延的重要因素备受研究者的关注。风是动态因子,主导林火的蔓延速度和方向,它与林火之间存在复杂的双向耦合作用。然而,传统的林火蔓延模拟系统并不考虑这一作用,导致模拟的准确性和真实性不足,而现有的林火-风双向耦合模拟方法又存在计算量大、耗时长等问题。为解决这些问题,本课题研究并提出一种全新的林火-风双向耦合模拟方法,同时搭建一套微尺度风数据采集平台,并
学位
车辆再识别作为智慧城市的核心技术之一,目的是在多个不重叠的相机视图中检索出感兴趣的车辆。当前突出的算法通常先对数据集进行大量的人工标注,让模型在额外标注的辅助下,能够更精确的关注到局部细节信息,进而提升最终的测试性能。但是额外的人工标注不仅十分耗费资源,还会降低模型的泛化能力。针对以上问题,本文在福建省与福州市重点科技项目(2018H0018、2020-GX-17)的支持下,围绕基于深度学习的车辆
学位
随着城市交通的迅猛发展,要实现对交通状况直观、高效的管理,交通视频监控已成为必不可少的技术手段。针对交通路口的视频监控,传统多路视频组成电视墙的监控方式,存在视频利用率低、单个摄像头视野局限性、信息缺失以及多视角显示凌乱等问题。全景视频是将多个视频流的重叠区域进行拼接,能在不降低分辨率的同时有效扩大监控人员的视野,已成为交通监控领域的研究热点。本文在分析交通视频监控需求的基础上,研究了视频拼接的相
学位
多线圈磁谐振传输系统凭借着安全灵活、传输距离远的特点,引起了广大研究学者的关注。多线圈的结构非常适合采用波束赋形技术来提高传输距离和效率。如何在多个线圈中分配发射功率,是波束赋形设计中最重要的一个问题。因此,本文以多线圈磁耦合谐振传输系统的波束赋形策略为研究对象,针对物联网中的应用场景,设计了三种磁波束赋形优化方案。论文的研究内容和贡献如下:(1)针对单中继单接收机的无线能量传输应用场景,提出了一
学位
当今时代,人们追求更佳的视觉体验和更丰富的信息,现有的灰度图像着色算法可分为基于用户引导的颜色传播类算法、基于参考信息的半自动着色算法和基于数据和算力驱动的自动图像着色算法。前两种算法由于其本身的特点,而受限于使用场景和规模程度,第三类算法是顺应时代发展的产物,结合人工智能算法的研究进展、图像显卡设备的性能突破和大数据时代的到来,基于深度学习的灰度图像自动着色算法表现优异,从众多方法研究中脱颖而出
学位
行人再识别用于解决在不同摄像头中匹配出相同个体的问题,是跟踪抢劫、防止恐怖袭击等安全关键事件研究的核心技术。然而,它面临着数据集规模小、错位影响、光照强度变化、背景干扰等多种巨大挑战。本文的目标是研究并实现具有鲁棒性且性能优越的行人再识别算法,为现有数据集背景噪声大和规模小的问题提供解决方案。针对以上问题本文在福建省科技厅项目(2018H0018)和福州市科技局项目(2020-GX-17)的支持下
学位
目前人体三维重建方法大多采用融合目标多视角图像或视频图像的方式进行研究。这类方法通常需要昂贵的实验设备、复杂的实验场景,因此该类方法难以在实际场景中推广运用。相对而言,利用单幅图像进行人体三维重建的方法便捷高效,更利于在实际项目中使用。本文在当前基于单幅图像进行人体三维重建的方法基础之上进行优化,目的是提升输出人体模型的精度以及恢复人体在着装情况下的模型表面纹理。主要研究工作如下:(1)分析了基于
学位
面对日益严重的交通问题,国内外专家学者采取多种措施来缓解,其中,发展先进的城市道路交通管理与控制系统是解决目前交通问题的最佳选择之一。道路交通信号控制的类型多样,不同的信号控制系统有不同的信号方案优化算法和与此类算法相匹配的综合控制软件。相位差优化算法是区域信号方案优化和干线协调信号方案优化不可缺少的算法之一。道路交通信号控制的三个要素是相序、周期和绿信比,它们是单点路口信号控制的核心参数。根据交
学位
为了应对环境污染、化石能源匮乏等问题,光伏(PV)发电作为一种主要清洁可再生能源得到了迅速发展。光伏电站直流侧光伏阵列工作在无人值守的复杂室外环境中,容易因故障导致发电功率下降甚至产生安全隐患。光伏组件建模、光伏阵列在线故障监测,对确保光伏系统正常运行具有重要意义。本文主要开展基于机器学习和I-V输出特性的光伏组件建模和光伏阵列故障诊断研究。首先,建立光伏发电系统的仿真模型并研究了标准工作条件下光
学位