息的加速度传感器3和用于检测是否到达斜拉索顶端的超声波传感器4。
[0034]除此之外，本发明还提出了一种用于斜拉索PE保护层损伤检测装置的控制电路，该控制电路框图如图5所示，所述爬行机构1、图像采集装置2、加速度传感器3以及超声波传感器4均连接在微控制器5上，其中图像采集装置2中的摄像头2d、加速度传感器3以及超声波传感器4分别连接在微控制器5的输入端，爬行机构I中的爬行电机Ie和图像采集装置2中的旋转电机2e分别连接在微控制器5的输出端，在所述微控制器5上还连接有无线通信模块6，所述无线通信模块6用于实现与地面终端8之间的无线通信，所述无线通信模块6为双向通信，微控制器5可经无线通信模块6向地面终端8发送数据，地面终端8也可经过无线通信模块6访问微控制器5或检测装置上的SD卡；上述各个模块还通过移动电源7供电，具体实施时，采用蓄电池为检测装置供电。
[0035]如图6-图7所示，针对上述检测装置和控制电路，本发明还提出了一种斜拉索PE保护层损伤检测装置控制电路的控制方法，其关键在于按照以下步骤进行:
[0036]S1:系统初始化；
[0037]S2:微控制器5按照角度Θ作为步进控制旋转电机2e转动，且摄像头2d每一步拍摄一张照片传递给微控制器5进行图像处理；当图像处理结果显示PE保护层受损时，微处理器5将该张照片保存至SD卡，并根据加速度传感器3信息标定该图片对应的斜拉索位置信息，然后通过无线通信模块6传递给地面终端8 ;具体实施时，根据摄像头与斜拉索之间的距离及摄像头的拍摄范围，这里可以使旋转电机2e按照120°步进，带动摄像头2d在斜拉索周围每隔120°拍摄一张照片，这样可以实现对斜拉索表面不留死角的360°拍摄，在不影响检测装置检测效果的前提下，不仅减小拍摄数据量，也减小微控制器图像处理的工作量；
[0038]其中，微控制器对图像处理的过程包括:
[0039]第一步，使用中值滤波法对原图像去噪；
[0040]第二步，背景减除法提取斜拉索图像；
[0041 ] 第三步，对步骤S22中获得的斜拉索图像二值化；
[0042]第四步，对二值化图像进一步去噪并提取黑色区域的轮廓，即为PE保护层上损伤区域；
[0043]第五步，判定图像中黑色区域的面积是否超过阈值，如果是，则判定为PE保护层受损，否则，认定PE保护层完好。
[0044]S3:判断摄像头2d是否旋转一圈，是则转向步骤S4 ;否则返回步骤S2 ;
[0045]S4:微控制器5根据超声波传感器4所检测的信息判定爬行机构I是否达到斜拉索的顶端，是则控制爬行电机Ie反转，回收检测装置；否则进入步骤S5 ;
[0046]S5:微控制器5控制爬行电机Ie正转，使得爬行机构I向上移动距离为H，返回步骤S2循环检测，这里的H为检测装置上的摄像头2d拍摄一张照片在斜拉索上范围的高度。
[0047]本发明在工作时，由施工人员将检测装置安装在斜拉索上，摄像头拍摄照片时，爬行电机不工作，摄像头拍摄一张后立即传递给微控制器处理，旋转电机驱动安装架旋转120°，摄像头再拍摄一张照片传递给微控制器处理，直到摄像头旋转一圈后，旋转电机不工作，爬行电机向上爬行距离H，重复上述动作直到检测装置爬到斜拉索的顶部，爬行电机反转，回收检测装置；这一过程中，可能会遇到斜拉索下面粗上面细这种结构，导致摄像头在不同高度的H不同，这时，可经地面终端向微控制器输入斜拉索半径与高度的关系，微控制器根据斜拉索半径与高度的关系控制爬行电机每次爬行的高度H。
[0048]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种斜拉索PE保护层损伤检测装置，包括爬行机构(I)和图像采集装置(2)，所述爬行机构(I)用于带动所述图像采集装置(2)在斜拉索外表面上下移动，所述图像采集装置(2)用于采集斜拉索PE保护层的损伤信息并实现无线传输，其特征在于:所述图像采集装置(2)包括一用于固定摄像头(2d)的安装座(2a)，该安装座(2a)设置在一环形导轨(2b)上，所述环形导轨(2b)与所述爬行机构(I)相连，且能套接在斜拉索上，在所述安装座(2a)中设置有一旋转电机(2e)，在旋转电机(2e)的输出轴上连接有旋转机构(2c)，在所述旋转电机(2e)的带动下，所述安装座(2a)能够带着摄像头(2d)在所述环形导轨(2b)上绕着斜拉索做圆周运动。2.根据权利要求1所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置，其特征在于:所述环形导轨(2b)上、下表面分别设置有两圈环形的导向槽(2bl)，在所述安装座(2a)上设置有与所述导向槽(2bl)相适应的定位柱(2al)，在环形导轨(2b)的侧壁上设置有纵向齿条，所述旋转机构(2c)为一齿轮机构，且与所述环形导轨(2b)侧壁上的纵向齿条啮合。3.根据权利要求1或2所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置，其特征在于:所述爬行机构(I)包括环形支撑架(Ia)和三组均匀分布的爬行轮(Ib)，所述环形支撑架(Ia)的上端与所述环形导轨(2b)相连，所述三组爬行轮(Ib)分别通过弹性连杆(Ic)连接在所述环形支撑架(Ia)上，每一组爬行轮(Ib)由上下两个滚轮构成，其中一组爬行轮(Ib)作为主动轮与爬行电机(Ie)相连，在所述爬行电机(Ie)的带动下，所述爬行机构(I)可沿斜拉索的外表面上下移动。4.根据权利要求3所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置，其特征在于:在所述爬行机构(I)上还设置有用于获取位置信息的加速度传感器(3)和用于检测是否到达斜拉索顶端的超声波传感器(4)。5.如权利要求4所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置的控制电路，其特征在于:所述爬行机构(I)、图像采集装置(2)、加速度传感器(3)以及超声波传感器(4)均连接在微控制器(5)上，其中图像采集装置(2)中的摄像头(2d)、加速度传感器(3)以及超声波传感器(4)分别连接在微控制器(5)的输入端，爬行机构⑴中的爬行电机(Ie)和图像采集装置(2)中的旋转电机(2e)分别连接在微控制器(5)的输出端，在所述微控制器(5)上还连接有无线通信模块￠)，所述无线通信模块(6)用于实现与地面终端(8)之间的无线通信，上述各个模块还通过移动电源(7)供电。6.如权利要求5所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置控制电路的控制方法，其特征在于按照以下步骤进行: 51:系统初始化； 52:微控制器(5)按照角度Θ作为步进控制旋转电机(2e)转动，且摄像头(2d)每一步拍摄一张照片传递给微控制器(5)进行图像处理；当图像处理结果显示PE保护层受损时，微处理器(5)将该张照片保存至SD卡，并根据加速度传感器(3)信息标定该图片对应的斜拉索位置信息，然后通过无线通信模块(6)传递给地面终端(8); 53:判断摄像头(2d)是否旋转一圈，是则转向步骤S4 ;否则返回步骤S2 ; 54:微控制器(5)根据超声波传感器(4)所检测的信息判定爬行机构(I)是否达到斜拉索的顶端，是则控制爬行电机(Ie)反转，回收检测装置；否则进入步骤S5 ; 55:微控制器(5)控制爬行电机(Ie)正转，使得爬行机构(I)向上移动距离为H，返回步骤S2循环检测。7.如权利要求6所述的斜拉索PE保护层损伤检测装置控制电路的控制方法，其特征在于: 步骤S2中图像处理过程包括: 521:使用中值滤波法对原图像去噪； 522:背景减除法提取斜拉索图像； 523:对步骤S22中获得的斜拉索图像二值化；524:对二值化图像进一步去噪并提取黑色区域的轮廓，即为PE保护层上损伤区域； 525:判定图像中黑色区域的面积是否超过阈值，如果是，则判定为PE保护层受损，否贝IJ，认定PE保护层完好。
【专利摘要】本发明公开了一种斜拉索PE保护层损伤检测装置及其控制电路、控制方法，其装置包括爬行机构和图像采集装置，爬行电机驱动爬行机构沿斜拉索表面上下移动，旋转电机驱动摄像头沿斜拉索周围转动；旋转电机和爬行电机配合转动实现摄像头对斜拉索表面全面采集图像，微控制器对图像处理得到损伤信息，损伤信息经无线传输给地面终端，该检测装置还设置有用于获取位置信息的加速度传感器和用于检测是否到达斜拉索顶端的超声波传感器；有益效果：一个摄像头采集图像并经微控制器处理，提高检测装置的实时性；无线通信模块仅传输损伤位置信息及控制指令，减小无线传输数据量，便于施工人员确认斜拉索检测结果的准确性。
【IPC分类】G01N21/88, G05D3/12, H04N5/232
【公开号】CN105067630
【申请号】CN201510465967
【发明人】张俊林, 郭庆, 施红龙
【申请人】重庆科技学院
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月30日