CN111856480B - 一种设备位移快速检测方法及检测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种设备位移快速检测方法及检测系统，包括如下步骤：将若干个LED灯组成LED阵列；根据LED阵列的大小，生成n个N阶的hadamard矩阵；将LED矩阵的图像经过透镜，投影到被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上，采集观察点的反射光信号；在设备没有工作时，根据hadamard矩阵点亮LED阵列，用光电探测器探测得到反射光信号的光强值并记录作为标定值；在设备工作后时，利用相同的hadamard矩阵点亮LED阵列，并记录下n个反射光信号的光强值作为检测值；求出检测值与标定值的二范数，将二范数与设定值进行对比判断设备是否发生位移。本发明可以准确高效的判断出物体的细微位移，同时不会对被测物体产生任何破坏和影响，而且检测的效率和精度很高。

Description

一种设备位移快速检测方法及检测系统
技术领域
本发明属于位移检测技术领域，具体涉及一种设备位移快速检测方法及检测系统。
背景技术
在工业生产中，由于振动等原因常常出现固定的生产设备出现细微的松动或移位现象，然而由于松动或位移比较细微，故而难以检测，但是在长时间工作后，这些松动或者位移可能导致出现生产事故，现实生产中没有一个很好的检测手段来检测这些细微的松动或位移现象。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种设备位移快速检测方法及检测系统。
为实现上述技术目的，本发明采取的技术方案为：
一种设备位移快速检测方法，包括如下步骤：
步骤S1：将若干个LED灯组成LED阵列；
步骤S2：根据LED阵列的大小，生成n个N阶的hadamard矩阵，并记录下相应的矩阵；
步骤S3：将LED矩阵的图像经过透镜，投影到被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上，每一个观察点对应一个LED灯，光电探测器探测观察点的反射光信号；
步骤S4：在设备没有位移时，根据hadamard矩阵点亮LED阵列，每点亮一次，用光电探测器探测得到一个反射光信号的光强值，共计得到n个光强值并记录，作为标定值；
步骤S5：进行设备检测时，利用相同的hadamard矩阵点亮LED阵列，并记录下n个反射光信号的光强值，并归一化，作为检测值；
步骤S6：求出检测值与标定值的二范数，将二范数与设定值进行对比判断设备是否发生位移。
为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：
进一步地，步骤1中的LED灯型号相同。
进一步地，步骤2中hadamard矩阵的系数50％为0，50％为1，矩阵中每个数字代表一个控制信号，1表示LED点亮，0表示LED不点亮。
进一步地，步骤4标定值的计算过程为：计算每个观察点的光强值，得到设备位置正常时采集的n次结果向量
其中：cji为随机系数，其值为0或1,下标j代表第j次测量，i代表第i个观察点，Pi代表第i个观察点在有LED照射时的的亮度，In表示第n次测量得到的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一化处理： 得到标定值Y(I′1,I′2,...,I′n)。
进一步地，步骤5中检测值的计算过程为：利用步骤S4中相同的hadamard矩阵，以同样的顺序进行点亮LED灯，得到n次结果向量
其中：代表设备工作后第i个观察点在有LED照射时的亮度，/>表示设备工作后第n次测量得到的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一化处理： 得到检测值/>
进一步地，计算检测值与标定值的二范数||Y-Yt||2，将二范数与设定的阈值对比，若二范数大于设定的阈值，则判定设备发生了位移；若二范数小于设定的阈值，则判定设备没有发生位移。
一种设备位移快速检测系统，包括：控制系统、若干个LED灯组成的LED阵列、透镜、光电探测器，所述控制系统与LED灯、光电探测器电性连接；
所述控制系统用于控制LED阵列中LED灯的点亮以及收集光电探测器的探测信号；
所述LED阵列根据控制系统的控制点亮对应的LED灯；
所述透镜用于将LED灯发出的光进行汇聚成图像，投影在被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上；
所述光电探测器用于探测反射的光信号。
进一步地，参照物体为墙面或工作台。
本发明的有益效果：
本发明一种设备位移快速检测方法及检测系统，可以准确高效的判断出物体的细微位移，同时不会对被测物体产生任何破坏和影响，而且检测的效率和精度很高。
附图说明
图1是本发明的流程示意图；
图2是结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细描述。
如图1所示，一种设备位移快速检测方法，其中：包括如下步骤：
步骤S1：将若干个LED灯组成LED阵列；
其中，LED灯型号相同。
步骤S2：根据LED阵列的大小，生成n个N阶的hadamard矩阵，并记录下相应的矩阵；
其中，hadamard矩阵的系数50％为0，50％为1，矩阵中每个数字代表一个控制信号，1表示LED点亮，0表示LED不点亮。
步骤S3：将LED矩阵的图像经过透镜，投影到被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上，每一个观察点对应一个LED灯，光电探测器探测观察点的反射光信号。
步骤S4：在设备没有位移时，根据hadamard矩阵点亮LED阵列，每点亮一次，用光电探测器探测得到一个反射光信号的光强值，共计得到n个光强值并记录，作为标定值；
其中，标定值的计算过程为：计算每个观察点的光强值，得到设备位置正常时采集的n次结果向量
其中：cni为随机系数，其值为0或1,下标j代表第j次测量，i代表第i个观察点，Pi代表第i个观察点在有LED照射时的的亮度，表示设备第i个点的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一化处理： 得到标定值Y(I′1,I′2,...,I′n)。
根据图像压缩感知的原理，利用测量的n(n＜＜N)次光强的值，恢复出原图像。
步骤S5：进行设备检测时，利用相同的hadamard矩阵点亮LED阵列，并记录下n个反射光信号的光强值，并归一化，作为检测值；
其中，检测值的计算过程为：利用步骤S4中相同的hadamard矩阵，以同样的顺序进行点亮LED灯，得到n次结果向量
其中：代表设备工作后第i个观察点在有LED照射时的亮度，/>表示设备工作后第i个点的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一化处理： 得到检测值/>
其中，当设备发生位移时，该图像发生变化，必然导致观察到的检测值发生变化。
步骤S6：求出检测值与标定值的二范数，将二范数与设定值进行对比判断设备是否发生位移。
具体为：计算检测值与标定值的二范数||Y-Yt||2，将二范数与设定的阈值对比，若二范数大于设定的阈值，则判定设备发生了位移；若二范数小于设定的阈值，则判定设备没有发生位移。
一种设备位移快速检测系统，包括：控制系统、若干个LED灯组成的LED阵列、透镜、光电探测器，所述控制系统与LED灯、光电探测器电性连接。
其中，控制系统用于控制LED阵列中LED灯的点亮以及收集光电探测器的探测信号；LED阵列根据控制系统的控制点亮对应的LED灯；透镜用于将LED灯发出的光进行汇聚成图像，投影在被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上；光电探测器用于探测反射的光信号；参照物体为墙面或工作台。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种设备位移快速检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：将若干个LED灯组成LED阵列；
步骤S2：根据LED阵列的大小，生成n个N阶的hadamard矩阵，并记录下相应的矩阵；
步骤S3：将LED矩阵的图像经过透镜，投影到被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上，每一个观察点对应一个LED灯，光电探测器探测观察点的反射光信号；
步骤S4：在设备没有工作时，根据hadamard矩阵点亮LED阵列，每点亮一次，用光电探测器探测得到一个反射光信号的光强值，共计得到n个光强值并记录，作为标定值；
步骤S5：在设备工作后时，利用相同的hadamard矩阵点亮LED阵列，并记录下n个反射光信号的光强值，并归一化，作为检测值；
步骤S6：求出检测值与标定值的二范数，将二范数与设定值进行对比判断设备是否发生位移；
所述步骤2中hadamard矩阵的系数50％为0，50％为1，矩阵中每个数字代表一个控制信号，1表示LED点亮，0表示LED不点亮；
所述步骤4标定值的计算过程为：计算每个观察点的光强值，得到设备未工作时采集的n次结果向量
其中：cji为随机系数，其值为0或1,下标j代表第j次测量，i代表第i个观察点，Pi代表第i个观察点在有LED照射时的亮度，In表示第n次测量得到的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一化处理：(i＝1,…n)，得到标定值Y(I′1,I′2,...,I′n)；
所述步骤5中检测值的计算过程为：利用步骤S4中相同的hadamard矩阵，以同样的顺序进行点亮LED灯，得到n次结果向量
其中：代表设备工作后第i个观察点在有LED照射时的亮度，/>表示设备工作后第n次测量得到的光强值；
求出光强值中的最大值Imax和最小值Imin，将所有的值进行归一处理： 得到检测值/>
2.根据权利要求1所述的一种设备位移快速检测方法，其特征在于：所述步骤1中的LED灯型号相同。
3.根据权利要求2所述的一种设备位移快速检测方法，其特征在于：所述步骤S6具体为：计算检测值与标定值的二范数||Y-Yt||2，将二范数与设定的阈值对比，若二范数大于设定的阈值，则判定设备发生了位移；若二范数小于设定的阈值，则判定设备没有发生位移。
4.一种应用上述权利要求1至3中任一项权利要求所述的检测方法的设备位移快速检测系统，其特征在于，包括：控制系统、若干个LED灯组成的LED阵列、透镜、光电探测器，所述控制系统与LED灯、光电探测器电性连接；
所述控制系统用于控制LED阵列中LED灯的点亮以及收集光电探测器的探测信号；
所述LED阵列根据控制系统的控制点亮对应的LED灯；
所述透镜用于将LED灯发出的光进行汇聚成图像，投影在被测量设备与相邻固定的参照物体上的N个观察点上；
所述光电探测器用于探测反射的光信号。
5.根据权利要求4所述的一种设备位移快速检测系统，其特征在于：所述参照物体为墙面或工作台。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101514887A (zh) * 2009-03-16 2009-08-26 浙江大学 物体微位移运动的高分辨率高速数字检测系统
CN102494614A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 河南科技大学 一种高精度数字散斑相关测量方法
CN102967261A (zh) * 2012-11-10 2013-03-13 华中科技大学 一种基于数字散斑相关法的激光位移测量方法
CN106197290A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 北京振兴计量测试研究所 基于结构光和数字散斑测量高温物体位移和形变的装置
CN108895985A (zh) * 2018-06-19 2018-11-27 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于单像素探测器的物体定位方法
CN109946753A (zh) * 2019-03-15 2019-06-28 西安交通大学 基于低阶Hadamard基矢计算鬼成像的编码系统及方法
CN110221310A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 北京航空航天大学 一种针对运动目标的快速关联成像系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001304816A (ja) * 2000-04-26 2001-10-31 Kenichiro Kobayashi レーザ反射光による粒状斑点模様を利用した移動量測定方式とその装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101514887A (zh) * 2009-03-16 2009-08-26 浙江大学 物体微位移运动的高分辨率高速数字检测系统
CN102494614A (zh) * 2011-11-14 2012-06-13 河南科技大学 一种高精度数字散斑相关测量方法
CN102967261A (zh) * 2012-11-10 2013-03-13 华中科技大学 一种基于数字散斑相关法的激光位移测量方法
CN106197290A (zh) * 2016-08-24 2016-12-07 北京振兴计量测试研究所 基于结构光和数字散斑测量高温物体位移和形变的装置
CN108895985A (zh) * 2018-06-19 2018-11-27 中国科学院合肥物质科学研究院 一种基于单像素探测器的物体定位方法
CN109946753A (zh) * 2019-03-15 2019-06-28 西安交通大学 基于低阶Hadamard基矢计算鬼成像的编码系统及方法
CN110221310A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 北京航空航天大学 一种针对运动目标的快速关联成像系统及方法

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