CN110872037B - 用于检查电梯绳的电梯绳检查装置和方法 - Google Patents

Abstract

提供一种在即使事先没有绳的纹理信息的情况下来测量绳用丝线中的断裂的电梯绳检查装置。电梯绳检查装置包括用于拍摄电梯绳R的图像的摄像机（10）和用于处理由摄像机输出的拍摄的图像的图像处理单元（22），其中图像处理单元（22）通过在拍摄的图像上实现二值化和实现指派标记到磨损的部位的加标记过程来检测磨损的部位，测量在通过加标记过程指派的标记（1）、（2）与（3）之间的距离，以及在该距离小于固定值时，它判断在标记之间的区域是丝线断裂，因此，电梯绳的纹理信息不是事先必需的。

Description

用于检查电梯绳的电梯绳检查装置和方法

技术领域

本发明涉及电梯绳检查装置和电梯绳检查方法。具体地说，本发明涉及一种非接触技术，其用于使用分析装置通过处理由摄像机拍摄的在电梯升降机(hoisting machine)附近的电梯绳(下文简称为绳)的图像数据来检查绳用丝线(rope wire)中的磨损痕迹和断裂的绳用丝线。

背景技术

专利文档1中公开的是“一种用于电梯的丝线绳丝线断裂检查装置及用于其的方法”，使得通过为电梯事先检查丝线绳丝线断裂的状态，绳用丝线断裂不会导致股线断裂事故。

专利文档2中公开的是“一种丝线绳检查装置”，其使用拍摄的丝线绳的图像来分析丝线绳的状态。

专利文档3中公开的是“一种用于电梯的绳变形检查装置”，其使用激光和摄像机。

专利文档4中公开的是“一种丝线绳检查装置”，其连续拍摄丝线绳并且将拍摄的图像与丝线绳位置关联。

[现有技术文档]

[专利文档]

[专利文献1]未经审查的专利申请公开2009-12903

[专利文档2]国际公开：编号2013/145823

[专利文献3]未经审查的专利申请公开2009-57126

[专利文献4]未经审查的专利申请公开2011-107056。

发明内容

[本发明要解决的问题]

专利文档1为电梯事先检查丝线绳丝线断裂的状态，使得绳用丝线断裂不会导致股线断裂事故。然而，连续绳图像纹理的测量方法是不清楚的。

在专利文档2中，使用拍摄的丝线绳的图像来分析丝线绳的状态，但前提是被拍摄的绳图像的纹理始终是恒定的，但绳表面中的磨损量未被测量。

在专利文档3中，激光和摄像机被结合使用，但磨损量未被测量。

在专利文档4中，连续拍摄丝线绳，并且关联拍摄的图像和丝线绳位置，但未测量磨损量。

[用于解决问题的手段]

根据本发明中权利要求1的用于解决问题的电梯绳检查装置包括用于拍摄一根或多根电梯绳的图像的摄像机和用于处理由摄像机输出的拍摄的图像的图像处理单元，其中图像处理单元通过在拍摄的图像上实现二值化和实现指派标记到磨损的部位的加标记过程来检测磨损的部位，测量在通过加标记过程指派的标记之间的距离，以及在该距离小于固定值时，判断在标记之间的区域是丝线断裂。

根据本发明中权利要求2的用于解决问题的电梯绳检查装置，其中通过在拍摄的图像上实现二值化过程，检测磨损的所述部位。

根据本发明中权利要求3的用于解决问题的电梯绳检查装置，其中图像处理单元在实现加标记过程时指派连续编号到磨损的部位，并且将磨损的部位的位置的坐标和磨损的部位的区间记录为磨损量。

根据本发明中权利要求4的用于解决问题的电梯绳检查装置，其中在标记之间的区域被判断成是丝线断裂时，图像处理单元发出警告。

根据本发明中权利要求5的用于解决问题的电梯绳检查装置，其中线传感器摄像机或区域摄像机被用作摄像机。

根据本发明中权利要求6的用于解决问题的电梯绳检查装置，进一步包括用于记录由摄像机输出的拍摄的图像的图像记录单元。

根据本发明中权利要求7的用于解决问题的电梯绳检查方法包括用于拍摄一根或多根电梯绳的图像的摄像机和用于处理由摄像机输出的拍摄的图像的图像处理单元，其中图像处理单元通过在拍摄的图像上实现二值化和实现指派标记到磨损的部位的加标记过程来检测磨损的部位，测量在通过加标记过程指派的标记之间的距离，以及在该距离小于固定值时，判断在标记之间的区域是丝线断裂。

根据本发明中权利要求8的用于解决问题的电梯绳检查方法，其中通过在拍摄的图像上实现二值化过程，检测磨损的部位。

根据本发明中权利要求9的用于解决问题的电梯绳检查装置，其中图像处理单元在实现加标记过程时指派连续编号到磨损的部位，并且将磨损的部位的位置的坐标和磨损的部位的区间记录为磨损量。

根据本发明中权利要求10的用于解决问题的电梯绳检查方法，其中在标记之间的区域被判断成是丝线断裂时，警告被发出。

根据本发明中权利要求11的用于解决问题的电梯绳检查方法，其中线传感器摄像机或区域摄像机被用作摄像机。

根据本发明中权利要求12的用于解决问题的电梯绳检查装置，进一步包括用于记录由摄像机输出的拍摄的图像的图像记录单元。

[发明效果]

根据本发明，达到了在即使事先没有绳的纹理信息的情况下测量绳用丝线中的断裂的效果。

还有，除测量绳用丝线中的断裂外，达到了将磨损部分的区间检测为磨损量的效果。

此外，在判断丝线断裂时，本发明发出警告，达到了提高安全性的效果。

能进行高速拍摄的线传感器摄像机被用作摄像机，达到了即使电梯在高速上升或下降时也能拍摄图像的效果。还有，通过使用能够测量颜色信息的区域摄像机，这是有利的，因为事后确认容易。

通过进一步构建图像记录单元以记录由摄像机输出的拍摄的图像，达到了使得可能在绳用丝线断裂时(由图像处理单元进行的图像处理的结果)检查拍摄的图像的效果。

附图说明

图1是根据本发明的第一实施例的电梯绳检查装置的示意图；

图2是根据本发明的第二实施例的电梯绳检查装置的示意图；

图3是示出在二值化后的拍摄的图像的说明性图；

图4是示出在加标记后的拍摄的图像的说明性图；以及

图5是根据本发明的第一实施例的电梯绳检查方法的流程图。

具体实施方式

存在用于电梯绳的非接触测量的几种方法；本发明涉及摄像机类型的检查装置。

通过使用摄像机作为测量装置，可能一次性为多个电梯绳用丝线测量断裂或磨损痕迹。

常规地，已提议了通过使用摄像机来测量电梯绳用丝线中的断裂的方法，但为测量在绳用丝线中的断裂，必要的是事先获得指示丝线中的断裂的纹理信息或诸如此类的信息。

在那一方面上，通过本发明，首先，获得了用于丝线断裂的检查装置，其通过使用图像来测量绳用丝线的表面上的磨损状态，并接着使用该信息测量绳用丝线的断裂而不要求事先获得数据。

[实施例1]

图1是根据本发明的第一实施例的电梯绳检查装置的视图。

如图1中所示出的，在此实施例中的电梯绳检查装置由拍摄绳R的一个线传感器摄像机10和输入有由此线传感器摄像机10输出的拍摄的图像的测量装置20组成。

绳R是通过绕芯线螺旋缠绕一根或多根股线来构成的；每条股线由多条丝线组成。图1中示出的线传感器摄像机10处在拍摄电梯升降机(图中未示出)附近的绳R的状态中。

线传感器摄像机10是能够高速拍摄的摄像机，其在行(一条线)中布置有多个像素；并且线方向是水平方向，其是绳R的厚度方向。

线传感器摄像机10连续拍摄经过的绳R、按时间序列组成图像、并且输出组成的拍摄的图像到测量装置20。换而言之，线传感器摄像机10连续拍摄的单线图像是一维的，但由按时间序列的单线中的图像所组成的拍摄的图像是二维的。此外，时间序列组成也可由测量装置20中的图像处理单元22实现。

在图中，存在由线传感器摄像机10拍摄的一根绳R，但它并不限于此。也可以有多根绳。换而言之，在此实施例中的电梯绳检查装置能够在线传感器摄像机10输出的多根绳R的拍摄的图像上实现图像处理。

在此实施例中，通过使用能进行高速拍摄的线传感器摄像机10，即使电梯在高速上升或下降，也可能拍摄图像。

测量装置20由用于记录由线传感器摄像机10输出的拍摄的图像的图像记录单元21和用于处理由线传感器摄像机10输出的拍摄的图像的图像处理单元22组成。

图像处理单元22执行图像分析以检查绳用丝线磨损痕迹和丝线断裂。

在检查绳用丝线磨损痕迹和丝线断裂、图像处理单元22进行的图像处理的结果时，使用在图像记录单元21中记录的拍摄的图像。

在来自诸如编码器或诸如此类的位置和速度检测部件30的位置和速度检测信号作为拍摄开始触发信号被输入测量装置20的同时，来自位置和速度检测部件30的位置和速度检测信号被输入电梯控制器40。位置和速度检测部件30被部署在电梯升降机处。

线传感器摄像机10与拍摄开始触发信号同步地开始连续拍摄；从线传感器摄像机10输出的拍摄的图像被记录在图像记录单元21中，并且进一步，图像分析由图像处理单元22开始。

来自电梯控制器40或诸如此类装置的电梯的位置信号也可作为拍摄开始触发信号被输入测量装置20，并且电梯位置和摄像机拍摄线可被同步。可能使用绳R的位置作为电梯位置。

测量装置20能够被实现为硬件，但通过在通用个人计算机中安装预确定的软件，使得通用多功能性得以改进。通过使用膝上型个人计算机作为个人计算机，便携性得以改进。

<绳用丝线断裂测量方法>

绳用丝线磨损是绳R在被使用时其的表面被刮擦的现象。如果丝线的磨损增加，则丝线将断裂。

如果此类绳R由线传感器摄像机10拍摄，则表面由于磨损而被刮擦，并且反射金属的部分与其它非刮擦表面相比较，会被拍摄得更明亮。

通过图像处理单元22对图像进行二值化(其是用于处理图像的一种方法)，其中磨损已增加的一部分被处理为白色，并且所有其它区域为黑色。通过该过程，测量在绳R上表面磨损的状态。

图3示出了其中磨损和断裂均已发生的绳R的拍摄的图像的二值化的结果。

图3示出由线传感器摄像机10输出到测量装置20的拍摄的图像的二值化；向上和向下方向是绳R的长度方向，其是时间序列方向。水平方向是绳R的厚度方向。

如图3中所示出的，由于表面经过磨损被刮擦而能够被视为白色的部分在绳R的表面上作为磨损部位在多处被检测到。

在这里，绳R的表面由于螺旋缠绕股线而有规律地不均匀。凸出部分的磨损的增加比凹下部分相对更快，因此，认为磨损的部位是凸出部分。为此，每个磨损部位的宽度是股线的厚度。

被认为的是，对于在由股线组成的丝线中发生断裂之处的部位，磨损的部位以断裂的部位为中心在向上和向下方向上被生成。

绳用丝线断裂之处的部位的表面是凹下的，因此，金属反射未被生成，但在经过磨损而在表面上被刮擦的部分中被拍摄得比较暗。

换而言之，如图3中所示出的，在绳R的下部中存在的磨损的两个部位之间存在的区域被拍摄成暗色，因此，尽管在绳R的下部的绳用丝线中发生了断裂，但在绳R的顶部部分上只存在一个磨损部位，因此，认为在绳R的顶部部分的绳用丝线中的断裂尚未发生。

接着，将描述断裂检测方法。

在断裂检测中，图像处理单元22在以前检测到的磨损部位上实现加标记过程。在加标记过程中，指派标记以识别检测到的磨损痕迹。

例如，使用标记1、标记2、标记3及其它，从图中的顶部向磨损的每个部位按顺序指派连续编号，并且在每个标记中记录指示磨损的部位的重心的位置的坐标和磨损的部位的区间。磨损的部位的区间的宽度指示磨损量。此外，如果指派引出线(黑色)到着黑色的部分，则视觉标识是不可能的，因此，对于每个标记1、2和3在文本泡泡中指派符号。

图4中示出了图3中的加标记过程的结果。此时，能够看到在发生了断裂之处的部位的检测到的标记之间的距离是靠近的。

换而言之，如图4中所示出的，在绳R的下部上的标记2与3之间存在的区域被拍摄成黑色，因此，在绳R的下部的绳用丝线中的断裂已发生，但只有标记1存在于绳R的顶部部分，因此，判断在在绳R的顶部部分的绳用丝线中断裂尚未发生。

为此，图像处理单元22将该情况检测为断裂、测量在标记之间的距离、并且将距离的值检测为不满足固定阈值的部位。相反，其在标记之间的距离被分开超过固定阈值的部分被检测为磨损痕迹。

换而言之，如果在图4中的绳R的下部存在的标记2与3之间的距离低于固定阈值，则在标记2与3之间的间隙被判断成是断裂。如果在标记2与3之间的间隙高于固定阈值，则在标记2与3之间的间隙不被判断成是断裂，但标记2和3被判断成是磨损痕迹。

在这里，固定阈值未被限于是丝线的厚度。多条丝线能够同时断裂。此外，绳图像中的纹理固定并不是前提。

在这里，在标记之间的间隙意味着任何标记之间的距离。

在上述示例中，比较了在绳R的底部部分存在的标记2与3之间的距离，但是将在绳R的顶部部分存在的标记1和在绳R的底部部分存在的标记2和3之间的距离与阈值进行比较，如果它高于阈值，则判断绳用丝线的断裂在标记1与标记2和3之间尚未发生。

图5中的流程图将被用来描述根据实施例的电梯绳检查方法。

(1)图像拍摄

首先，使用从电梯控制器40获得的位置信息，通过更改摄像机拍摄周期，有规律地拍摄绳R的拍摄间距。进行连续拍摄(通过线传感器摄像机10有规律地拍摄间距)并将拍摄的图像输入到测量装置20(步骤S1)。

(2)边缘检测

接着，检测绳的外围以从输入的图像检测绳R的位置(步骤S2)。

例如，在水平方向上扫描图中绳R的图像；并且从黑色部分更改到白色部分的部位，或者从白色部分更改到黑色部分的部位是绳的外径。绳R的表面由于股线而是有规律地不均匀的，因此，找到基于股线的厚度的绳R的位置。

作为绳边缘检测方法，通过使用运用抛物线拟合的亚像素级精度来检测边缘，可能使用普通边缘检测以高精度检测绳的边缘。

那时，通过在计算的边缘上使用移动平均数方法，可能去除在边缘中包含的拍摄的噪声。

(3)二值化过程

继续在从图像检测到的绳R的拍摄的图像上实现二值化过程(步骤S3)。那时，其中磨损增加的部位是白色；其它区域被检测为黑色。换而言之，白色部分是磨损的部位。

(4)加标记过程

稍后，在步骤S3，通过使用加标记过程将标记指派到在步骤S3检测到的磨损的部位(步骤S4)。在加标记时，记录磨损的部位的区间连同一起还有基于绳R的位置指示磨损的部位的重心的位置的坐标。

(5)丝线断裂的判断

此外，如果在标记之间的距离小于固定阈值，则判断它是丝线断裂。如果它更大，则判断它是磨损痕迹(步骤S5)。

(6)警告

此外，在步骤S5，在它被判断成是丝线断裂时，发出警告(步骤S6)。可能根据警告实现检查和维护，因此，安全性得以提高。作为用于发出警告的部件，扬声器(图中未示出)被内置到测量装置20中。

(7)退出拍摄

之后，判断对绳R的预确定长度或整个长度的拍摄是否完成(步骤S7)。在拍摄完成时，结束所有过程(步骤S8)。

(8)输入新拍摄的图像

在拍摄未结束时，输入新拍摄的图像(步骤S9)，并且为所有新拍摄的图像重复步骤S1到S6。

如上所述，根据实施例，首先，从线传感器摄像机10获得绳R的拍摄的图像(步骤S1)，并且在获得的拍摄的图像上实现边缘处理(步骤S2)。接着，在拍摄的图像上实现二值化(步骤S3)，通过对磨损的部位加标记来指派标记(步骤S4)，并且接着使用指派到磨损的部位的标记信息，判断绳的丝线断裂(步骤S5)以达到能实现不要求事先获得数据的电梯检测装置的效果。

此外，如果使用线传感器摄像机10拍摄多根绳R，则可能达到测量在多根电梯绳用丝线上的绳用丝线断裂和磨损痕迹的效果。此外，线传感器摄像机10能高速拍摄，因此，达到了即使电梯在高速上升和下降时也拍摄图像的效果。

在判断丝线已断裂时，发出警告(步骤S6)，达到了提高安全性的效果。此外，通过进一步配备图像记录单元21来记录线传感器摄像机10输出的拍摄的图像，达到了使得可能在绳用丝线断裂时(由图像处理单元22进行的图像处理的结果)检查拍摄的图像的效果。

[实施例2]

图2是根据本发明的第二实施例的电梯绳检查装置的视图。

根据此实施例的电梯绳检查装置能够使用区域摄像机11而不是在第一实施例中使用的线传感器摄像机10。

区域摄像机11是垂直和水平布置有多个像素的摄像机，并且能够在单次拍摄中拍摄停止的绳R的二维图像。拍摄的二维图像作为拍摄的图像被输出到测量装置20。

此外，提取在区域摄像机11的水平方向上的像素作为单线，并且以与线传感器摄像机10相同的方式，连续拍摄移动绳R，并且按时间序列组成图像，以及将按时间序列组成的二维图像输出到测量装置20。换而言之，区域摄像机11能够以与线传感器摄像机10相同的方式被使用。此外，通过使用能够测量颜色信息的区域摄像机，这是有利的，因为事后确认容易。

其它构成与上述第一实施例相同；相同功能效果也被达到。

[工业实用性]

本发明作为电梯绳检查装置和电梯绳检查方法具有广泛的工业应用。

[字母或标号说明]

1、2、3 标记

10 线传感器摄像机

11 区域摄像机

20 测量装置

21 图像记录单元

22 图像处理单元

30 速度和位置检测部件

40 电梯控制器

R 电梯绳(绳)

Claims (12)

1.一种电梯绳检查装置，包括：

用于拍摄一根或多根电梯绳的图像的摄像机；以及用于处理所述摄像机输出的拍摄的图像的图像处理单元；其中

所述图像处理单元从拍摄的图像检测磨损的部位；

实现指派标记到磨损的所述部位的加标记过程；以及

测量在所述加标记过程中指派的标记之间的距离，并且在所述距离小于固定值时判断所述标记间隙是丝线断裂。

2.根据权利要求1所述的电梯绳检查装置，其中通过在拍摄的图像上实现二值化过程，检测磨损的所述部位。

3.根据权利要求1所述的电梯绳检查装置，其中所述图像处理单元在实现所述加标记过程时指派连续编号到磨损的部位，并且将磨损的所述部位的位置的坐标和磨损的所述部位的区间记录为磨损量。

4.根据权利要求1、2或3所述的电梯绳检查装置，其中在标记之间的区域被判断成是丝线断裂时，所述图像处理单元发出警告。

5.根据权利要求1、2或3所述的电梯绳检查装置，其中线传感器摄像机或区域摄像机被用作所述摄像机。

6.根据权利要求1、2或3所述的电梯绳检查装置，进一步包括用于记录由所述摄像机输出的拍摄的图像的图像记录单元。

7.一种用于通过摄像机拍摄一根或多根电梯绳并且处理拍摄的图像的电梯绳检查方法，其中

在图像处理单元中，使用所述拍摄的图像检测磨损的部位，并且指派标记到磨损的所述部位；以及

测量在所述加标记过程中指派的标记之间的距离，并且在所述距离小于固定值时在标记之间的区域被判断成是丝线断裂。

8.根据权利要求7所述的电梯绳检查方法，其中通过在拍摄的图像上实现二值化过程，检测磨损的所述部位。

9.根据权利要求7所述的电梯绳检查方法，其中在所述加标记过程中将连续编号指派到磨损的所述部位，并且将磨损的所述部位的位置的坐标和磨损的所述部位的区间记录为磨损量。

10.根据权利要求7、8或9所述的电梯绳检查方法，在标记之间的区域被判断成是丝线断裂时，警告被发出。

11.根据权利要求7、8或9所述的电梯绳检查方法，其中线传感器摄像机或区域摄像机被用作所述摄像机。

12.根据权利要求7、8或9所述的电梯绳检查方法，其特征在于记录由所述摄像机输出的拍摄的图像。

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