电梯导轨横向位移测量装置
专利汇可以提供电梯导轨横向位移测量装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种机械领域的 电梯 导轨 横向位移 测量装置，CCD相机固定在CCD固定装置中，成像玻璃片通过带 胶带 的成像薄板固定在CCD固定装置的凹槽中，视频采集卡插入计算机的PCI插槽中，视频数据线连接CCD相机与视频采集卡，CCD固定装置安装在 电梯轿厢 下面，接收装置旋紧在CCD固定装置上，激光发射器固定在三 脚架 上。视频采集卡同时与视频处理系统、校正系统连接，将采集的图像交由视频处理系统、校正系统进行处理，找到激光斑图像的中心 位置 坐标。本 发明 可以有效提高了测量 精度 ，并且当本系统接受到图像的一半或者更小的一部分时，也可以准确找到斑点中心的，提高了处理范围，可以实现图像实时显示与处理。，下面是电梯导轨横向位移测量装置专利的具体信息内容。
1、一种电梯导轨横向位移测量装置，包括：激光发射系统(2)、计算机(6)， 其特征在于，还包括：CCD固定装置(1)、视频采集系统(3)、校正系统(4)、 视频处理系统(5)，所述的视频采集系统(3)包括：CCD相机(9)、视频采集 卡(10)、视频连接线(11)、成像玻璃片(12)、成像薄板(13)和接收装置(14)， 所述的校正系统(4)包括：预处理模块(15)、实时处理模块(16)和输出模 块(17)，所述的视频处理系统(5)包括：预处理模块(18)、实时处理模块(19)、 系统诊断模块(20)和输出模块(21)，CCD相机(9)固定在CCD固定装置(1) 中，成像玻璃片(12)通过带胶带的成像薄板(13)固定在CCD固定装置(1) 的凹槽中，视频采集卡(10)插入计算机(6)的PCI插槽中，视频数据线(11) 连接CCD相机(9)与视频采集卡(10)，接收装置(14)旋紧在CCD固定装置 (1)上，CCD固定装置(1)设置在电梯轿厢底端，激光发射系统(2)设置在 电梯轿厢正下方，视频采集卡(10)同时与校正系统(4)、视频处理系统(5) 连接，将采集的图像交由校正系统(4)、视频处理系统(5)进行处理，校正系 统(4)接收视频采集卡(10)采集的图像，对系统进行初始化校正，预处理模 块(15)对接收的图像进行预处理，并将结果输入实时处理模块(16)，实时处 理模块(16)通过Hough变换，找出CCD固定装置(1)前段的开槽的大小和位 置，输出模块(17)将实时处理模块(16)处理的结果显示在计算机(6)屏幕 上；视频处理系统(5)接收视频采集卡(10)采集的图像，预处理模块(18) 对接收的图像进行预处理，并将结果输入实时处理模块(19)，实时处理模块(19) 找到最优的椭圆，并求得其中心点坐标，此时系统诊断模块(20)自动启动， 系统诊断模块(20)分析诊断视频处理系统(5)中的异常情况，然后给出警告， 并送交输出模块(21)，输出模块(21)对异常数据进行标定连同中心点坐标值 一同存入数据库。
2、根据权利要求1所述的电梯导轨横向位移测量装置，其特征是，所述的 预处理模块(15)包括：图像灰度化子模块(22)、图像最大值滤波子模块(23)、 图像膨胀子模块(24)、图像腐蚀子模块(25)和图像二值化处理子模块(26)， 这些模块对采集图像本分别进行灰度转化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、 转为二值图像处理，并将结果输入实时处理模块(16)。
3、根据权利要求1所述的电梯导轨横向位移测量装置，其特征是，所述的 预处理模块(18)包括：图像灰度化子模块(27)、图像最大值滤波子模块(28)、 图像膨胀子模块(29)、图像腐蚀子模块(30)和图像二值化处理子模块(31)， 这些模块对采集图像本分别进行灰度转化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、 转为二值图像处理，并将结果输入实时处理模块(19)。
4、根据权利要求1所述的电梯导轨横向位移测量装置，其特征是，所述的 实时处理模块(19)包括：Canny变换子模块(32)和寻优子模块(33)，Canny 变换子模块(32)通过Canny变换寻找图像轮廓，然后寻优子模块(33)通过 椭圆拟合从而找到最优的椭圆，并求得其中心点坐标。
5、根据权利要求1所述的电梯导轨横向位移测量装置，其特征是，所述的 激光发射系统(2)包括：激光发射器(7)和三脚架(8)，激光发射器(7)固 定在三脚架(8)上。
技术领域
本发明涉及的是一种机械技术领域的装置，具体地说，是涉及一种电梯导 轨横向位移测量装置。
背景技术
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号：200410067147.9，发明 专利名称：电梯导轨垂直度检测机器人，其特点是通过两个磁性轮将框架固定 在电梯导轨上，然后通过驱动装置驱动轮在导轨上运动，激光发射装置放在紧 贴电梯导轨下方，通过光电位移传感器测得光斑中心位置，输入单片机进行处 理。上述方案实现了自动采集、存储和处理。然而却有两个致命缺陷：(1)激 光发射器发射激光束的光斑随着距离的增加会不断变大，这样当距离增加到一 定程度时，没有足够大的光电传感器可以选用。(2)光电传感器的原理是测量 平均光强来测得中心坐标，然而当距离增加时，仔细观察就会发现激光斑的光 强并不是均匀的，这样根本不可以准确找出中心了，并且假如光电传感器只接 受到一部分光斑时，就更难测量其中心了。
发明内容
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：CCD固定装置、激光发射 系统、视频采集系统、校正系统、视频处理系统、计算机。
所述的视频采集系统包括：CCD相机、视频采集卡、视频连接线、成像玻璃 片、成像薄板(普通单面蓝色胶带纸)和接收装置。
CCD相机固定在CCD固定装置中，成像玻璃片通过带胶带的成像薄板固定在 CCD固定装置的凹槽中，视频采集卡插入计算机的PCI插槽中，视频数据线连接 CCD相机与视频采集卡，CCD固定装置安装在电梯轿厢下面，激光发射系统设置 在电梯轿厢正下方，接收装置旋紧在CCD固定装置上，它通过和成像玻璃片、 成像薄板一起协作，限制某些波长的光线进入，并使一定波长的光线容易通过， 如本装置的激光光束还有另一个功能就是确定本系统的最小分辨率。视频采集 卡同时与视频处理系统、校正系统连接，将采集的图像交由视频处理系统、校 正系统进行处理。
所述的激光发射系统包括：自动调垂直功能的激光发射器和三脚架，激光 发射器固定在三脚架上。
所述的校正系统包括：预处理模块、实时处理模块和输出模块，其中预处 理模块又包括图像灰度化子模块、图像最大值滤波子模块、图像膨胀子模块、 图像腐蚀子模块和图像二值化处理子模块。校正系统接收视频采集系统通过接 收装置采集的图像，对系统进行初始化校正，预处理模块把采集图像通过其子 模块：图像灰度化子模块、图像最大值滤波子模块、图像膨胀子模块、图像腐 蚀子模块和图像二值化处理子模块对图像进行相应的灰度转化、最大值滤波、 图像膨胀和图像腐蚀、转为二值图像处理，实时处理模块然后对图像做进一步 处理，它通过Hough变换，找出CCD固定装置前段的开槽的大小和位置，输出 模块将实时处理模块处理的结果显示在计算机屏幕上。
所述的视频处理系统包括：预处理模块、实时处理模块、系统诊断模块和 输出模块。视频处理系统接收视频采集系统通过接收装置采集的图像，预处理 模块又包括图像灰度化子模块、图像最大值滤波子模块、图像膨胀子模块、图 像腐蚀子模块和图像二值化处理子模块。其功能是分别对图像进行灰度转化、 最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、转为二值图像处理。实时处理模块对图像 做进一步处理，实时处理模块又包括Canny变换子模块和寻优子模块，分别对 图像进行Canny变换寻找图像轮廓，然后通过椭圆拟合从而找到最优的椭圆， 并求得其中心点坐标，系统诊断模块自动启动，系统诊断模块分析诊断视频处 理系统中的异常情况，然后给出警告，并送交输出模块，输出模块对异常数据 进行标定连同中心点坐标值一同存入数据库。
工作时，先要等激光发射器自动调节垂直后，视频采集系统通过接收装置 到CCD相机，再到视频采集卡采集图像，并交给校正系统，通过校正系统对系 统进行初始化校正，此时需要对CCD进行调节，以确定在测量过程中的最小分 辨率，具体的调解过程需要校正系统并配合少量的手工调节来完成，首先通过 校正系统的预处理模块，此模块通过其各个子模块把采集图像分别进行灰度转 化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、转为二值图像处理，然后进入校正系 统的实时处理模块，此模块的功能是通过Hough变换，找出接收装置前段的开 槽的大小和位置并通过校正系统的输出模块显示在计算机屏幕上，接收装置前 端槽的大小为56mm×56mm，而事先计算机屏幕上划分一个560Pixels×560Pixels 的矩形区域，通过校正系统准确找到CCD固定装置的前段开槽的大小和位置然 后和校正系统中的输出模块输出的矩形区域进行对整，通过调节CCD相机使其 两者完全吻合，就实现了560Pixels∶56mm，也就是校正系统输出的一个像素， 代表实际的0.1mm，可以达到比较高的测量精度。
在测量过程中，视频采集系统通过接收装置到CCD相机，再到视频采集卡 采集图像，交给视频处理系统，然后视频处理系统的预处理模块，预处理模块 通过其子模块分别对图像进行灰度转化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、 转为二值图像处理，然后进入视频处理系统的实时处理模块，此模块通过其子 模块分别对图像进行Canny变换寻找图像轮廓，然后通过椭圆拟合从而找到最 优的椭圆，并求得其中心点坐标，此时系统诊断模块自动启动，这个模块的功 能是分析诊断视频处理系统中的异常情况(比如：激光发射器突然掉电等)，然 后给出警告，并送交视频处理系统的输出模块，输出模块对异常数据进行标定 连同中心点坐标值一同存入数据库。由于测量过程中极有可能出现(一般情况 都会出现)激光斑点照到成像系统的边缘处的情况，也就是接受的图像是图像 的一半或者更小的一部份，视频处理系统在这种情况下也可以准确找到斑点中 心的，提高了本装置的适应能力。
与现有测量装置相比，本发明通过三脚架和自动调垂直功能的激光发射器 使其自动调垂直，从而消除了安装误差的影响；通过视频采集系统，取得图像， 此时图像得到了放大，然后送入视频处理系统，找到激光斑图像的中心位置坐 标，由于测量过程中视频采集系统对图像进行了放大，所以可以有效提高了测 量精度；当本系统的视频采集系统采集到图像的一半或者更小的一部份时，也 可以准确找到斑点中心的，提高了测量精度；激光斑中心点的坐标点的值被存 入数据库，方便与其他程序接口。
附图说明
图1本发明结构示意图
图2为本发明校正系统结构框图
图3为本发明视频处理系统结构框图
图中，CCD固定装置1、激光发射系统2、视频采集系统3、校正系统4、视 频处理系统5、计算机6、激光发射器7、三脚架8、CCD相机9、视频采集卡10、 视频连接线11、成像玻璃片12、成像薄板13、接收装置14、预处理模块15、 实时处理模块16、输出模块17、预处理模块18、实时处理模块19、系统诊断 模块20、输出模块21、图像灰度化子模块22、图像最大值滤波子模块23、图 像膨胀子模块24、图像腐蚀子模块25、图像二值化处理子模块26、图像灰度化 子模块27、图像最大值滤波子模块28、图像膨胀子模块29、图像腐蚀子模块 30、图像二值化处理子模块31、Canny变换子模块32、寻优子模块33。
具体实施方式
所述的视频采集系统3包括：CCD相机9、视频采集卡10、视频连接线11、 成像玻璃片12、成像薄板13和接收装置14。
CCD相机9固定在CCD固定装置1中，成像玻璃片12通过带胶带的成像薄 板13固定在CCD固定装置1的凹槽中，视频采集卡10插入计算机6的PCI插 槽中，视频数据线11连接CCD相机9与视频采集卡10，接收装置14旋紧在CCD 固定装置1上，CCD固定装置1设置在电梯轿厢底端，激光发射系统2设置在电 梯轿厢正下方，视频采集卡10同时与校正系统4、视频处理系统5连接，将采 集的图像交由校正系统4、视频处理系统5进行处理。
所述的校正系统4包括：预处理模块15、实时处理模块16和输出模块17， 校正系统4接收视频采集系统3采集的图像，对系统进行初始化校正，预处理 模块15对接收的采集图像进行预处理，并将结果输入实时处理模块16，实时处 理模块16通过Hough变换，找出CCD固定装置1前段的开槽的大小和位置，输 出模块17将实时处理模块16处理的结果显示在计算机6屏幕上。
所述的预处理模块15包括：图像灰度化子模块22、图像最大值滤波子模块 23、图像膨胀子模块24、图像腐蚀子模块25和图像二值化处理子模块26，这 些模块对采集图像本分别进行灰度转化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、 转为二值图像处理，并将结果输入实时处理模块16。
所述的视频处理系统5包括：预处理模块18、实时处理模块19、系统诊断 模块20和输出模块21，视频处理系统5接收视频采集系统3采集的图像，预处 理模块18对接收的图像进行预处理，并将结果输入实时处理模块19，实时处理 模块19找到最优的椭圆，并求得其中心点坐标，此时系统诊断模块20自动启 动，系统诊断模块20分析诊断视频处理系统5中的异常情况，然后给出警告， 并送交输出模块21，输出模块21对异常数据进行标定连同中心点坐标值一同存 入数据库。
所述的预处理模块18包括：图像灰度化子模块27、图像最大值滤波子模块 28、图像膨胀子模块29、图像腐蚀子模块30和图像二值化处理子模块31，这 些模块对采集图像本分别进行灰度转化、最大值滤波、图像膨胀和图像腐蚀、 转为二值图像处理，并将结果输入实时处理模块19。
所述的实时处理模块19包括：Canny变换子模块32和寻优子模块33，Canny 变换子模块32通过Canny变换寻找图像轮廓，然后寻优子模块33通过椭圆拟 合从而找到最优的椭圆，并求得其中心点坐标。
所述的激光发射系统2包括：激光发射器7和三脚架8，激光发射器7固定 在三脚架8上。
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