本發(fā)明屬于廢渣吊裝狀態(tài)檢測(cè)，具體是基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
1、伴生放射性廢渣：指在某些工業(yè)過程中(如礦產(chǎn)開采、核能發(fā)電等)伴隨產(chǎn)生的具有放射性的廢料。吊裝機(jī)構(gòu)用于搬運(yùn)放射性廢渣，可能包括起重機(jī)、吊臂、吊鉤等機(jī)械裝置。由于廢渣的特殊性(如放射性)，吊裝操作需要特別的安全考慮。
2、然而，在伴生放射性廢渣的吊裝過程中，由于放射性廢渣的不同形態(tài)和密度可能導(dǎo)致集裝袋內(nèi)部廢渣堆積不均，造成廢渣在集裝袋內(nèi)的重新分布，這種形態(tài)變化可能導(dǎo)致集裝袋的重心發(fā)生偏移，導(dǎo)致在吊裝過程中無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)集裝袋的異常狀態(tài)，如傾斜、變形等，從而引發(fā)安全事故，增加吊裝過程中產(chǎn)生不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)，確保集裝袋的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要，現(xiàn)有的吊裝監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常只能監(jiān)測(cè)吊裝設(shè)備的基本運(yùn)行狀態(tài)，無法對(duì)集裝袋的形態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)；基于此，提出基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，解決了在伴生放射性廢渣的吊裝過程中無法對(duì)集裝袋的形態(tài)變化進(jìn)行實(shí)時(shí)、精準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)的技術(shù)問題。
2、基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，包括：
3、圖像采集端，對(duì)集裝袋的四側(cè)輪廓前后左右四個(gè)側(cè)面的圖像進(jìn)行采集；
4、圖像分析端，從集裝袋的四側(cè)輪廓圖像中對(duì)集裝袋的四側(cè)輪廓邊線進(jìn)行提取并對(duì)四側(cè)輪廓邊線進(jìn)行復(fù)雜度計(jì)算，進(jìn)而對(duì)集裝袋的四側(cè)邊線復(fù)雜度進(jìn)行獲??；
5、偏差角度獲取端，在全局坐標(biāo)系中設(shè)置垂直方向向量，獲得集裝袋重心向量，通過集裝袋重心向量與垂直方向向量之間的夾角計(jì)算集裝袋的傾斜角度；
6、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)端，根據(jù)預(yù)設(shè)時(shí)間間隔t，連續(xù)兩次集裝袋四側(cè)的實(shí)時(shí)輪廓圖像進(jìn)行獲取，并連續(xù)兩次獲取的實(shí)時(shí)輪廓圖像輸入至圖像分析端和偏差角度獲取端中，進(jìn)而對(duì)集裝袋四側(cè)在連續(xù)兩次中分別對(duì)應(yīng)的邊線復(fù)雜度以及集裝袋的傾斜角度進(jìn)行獲取，并對(duì)其進(jìn)行分析獲得集裝袋的角度變換數(shù)值和邊線變換數(shù)值，t取值為2.5s；
7、預(yù)警端，對(duì)集裝袋的角度變換數(shù)值和邊線變換數(shù)值進(jìn)行分析獲得集裝袋在的狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t，根據(jù)判定狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t生成黃色預(yù)警信號(hào)或紅色預(yù)警信號(hào)。
8、2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)集裝袋的四側(cè)邊線復(fù)雜度進(jìn)行獲取的具體方式為：
9、首先通過輪廓邊線提取單元對(duì)集裝袋的四側(cè)輪廓圖像進(jìn)行預(yù)處理，獲得對(duì)集裝袋的四側(cè)輪廓圖像進(jìn)行預(yù)處理，再通過邊線復(fù)雜度獲取單元以吊裝機(jī)構(gòu)的吊鉤為原點(diǎn)，建立全局坐標(biāo)系，即x軸水平，y軸垂直，對(duì)集裝袋的四側(cè)輪廓邊線分別對(duì)應(yīng)的點(diǎn)集進(jìn)行獲取，對(duì)各個(gè)點(diǎn)集中跳過首尾離散點(diǎn)后剩余離散點(diǎn)的曲率進(jìn)行獲取分析，進(jìn)而對(duì)集裝袋四側(cè)分別對(duì)應(yīng)的邊線復(fù)雜度的獲取。
10、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：對(duì)各個(gè)點(diǎn)集中跳過首尾離散點(diǎn)后剩余離散點(diǎn)的曲率進(jìn)行獲取分析的具體方式為：
11、獲得集裝袋的四側(cè)輪廓邊線分別對(duì)應(yīng)的點(diǎn)集后，將集裝袋前側(cè)輪廓邊線的點(diǎn)集表示為f1(a1、a2、……、aj)，點(diǎn)集中的每個(gè)離散點(diǎn)均由aj(xj，yj)的坐標(biāo)形式進(jìn)行表示的，其中j指代為點(diǎn)集中包含的不同離散點(diǎn)，j＝1、2、……、a,a是點(diǎn)集中的離散點(diǎn)數(shù)量，且a大于2；
12、在跳過點(diǎn)集中的首尾離散點(diǎn)a1和aa后，從中任意選取一個(gè)離散點(diǎn)作為計(jì)算點(diǎn)，將計(jì)算點(diǎn)及其前后離散點(diǎn)的坐標(biāo)分別表示v1(vx1,vy1)、v2(vx2,vy2)和v3(vx3,vy3),其中v2(vx2,vy2)為計(jì)算點(diǎn)坐標(biāo)，v1(vx1,vy1)和v3(vx3,vy3)分別為計(jì)算點(diǎn)前后離散點(diǎn)的坐標(biāo)，首先通過：
13、計(jì)算獲得計(jì)算點(diǎn)的向前向量和向后向量隨再通過計(jì)算獲得向前向量和向后向量之間的叉積模長(zhǎng)再通過計(jì)算獲得計(jì)算點(diǎn)的向前向量和向后向量的模長(zhǎng)和最后將叉積模長(zhǎng)和向前向量和向后向量的模長(zhǎng)之間乘積的比值作為計(jì)算點(diǎn)的曲率q1；
14、歷遍點(diǎn)集中其他離散點(diǎn)，進(jìn)而獲得集裝袋前側(cè)輪廓邊線的點(diǎn)集中剩余各個(gè)離散點(diǎn)分別對(duì)應(yīng)的曲率qr，其中r指代為點(diǎn)集中跳過首尾離散點(diǎn)后剩余的不同離散點(diǎn)，將曲率qr的標(biāo)準(zhǔn)差作為集裝袋前側(cè)輪廓邊線的邊線復(fù)雜度z1；
15、采用同樣的分析方法，對(duì)集裝袋剩余的后側(cè)、左側(cè)和右側(cè)輪廓邊線的點(diǎn)集進(jìn)行分析，進(jìn)而獲得集裝袋四側(cè)分別對(duì)應(yīng)的邊線復(fù)雜度zi，其中i指代為集裝袋的不同側(cè)面，i＝1、2、3和4。
16、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：在全局坐標(biāo)系中設(shè)置垂直方向向量，獲得集裝袋重心向量的具體方式為：
17、沿全局坐標(biāo)系y軸正方向獲得垂直方向單位向量通過圖像質(zhì)心算法計(jì)算集裝袋重心位置坐標(biāo)b(bx，by)，并生成重心向量
18、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：通過集裝袋重心向量與垂直方向向量之間的夾角計(jì)算集裝袋的傾斜角度的具體方式為：
19、通過計(jì)算獲得集裝袋的傾斜角度θ1，即集裝袋的傾斜角度θ1，式中：和分別為重心向量和垂直方向單位向量的模長(zhǎng)，則兩個(gè)向量之間的點(diǎn)積。
20、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：獲得集裝袋的角度變換數(shù)值和邊線變換數(shù)值的具體方式為：
21、將集裝袋在連續(xù)兩次中的傾斜角度之間的差值絕對(duì)值作為集裝袋的角度變換數(shù)值△θ；同時(shí)根據(jù)連續(xù)兩次中集裝袋四側(cè)的邊線復(fù)雜度，獲得集裝袋在連續(xù)兩次中各側(cè)分別對(duì)應(yīng)的邊線復(fù)雜度之間的差值絕對(duì)值，并將其標(biāo)記為集裝袋四側(cè)分別對(duì)應(yīng)的復(fù)雜變換度△βi，將復(fù)雜變換度△βi的均值作為集裝袋的邊線變換數(shù)值△m。
22、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：得集裝袋在的狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t的具體方式為：
23、將角度變換數(shù)值△θ和邊線變換數(shù)值△m分別與預(yù)設(shè)權(quán)重系數(shù)w1和w2之間的乘積之和作為集裝袋在的狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t，其中，1＝w1+w2，且1＞w1＞w2。
24、作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：判定生成黃色預(yù)警信號(hào)或紅色預(yù)警信號(hào)的具體方式為：
25、將狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t與預(yù)設(shè)閾值y1和y2進(jìn)行對(duì)比分析，當(dāng)狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t大于且小于y2時(shí)，則生成黃色預(yù)警信號(hào)，當(dāng)狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t大于等于預(yù)設(shè)閾值y2時(shí)，則生成紅色預(yù)警信號(hào)，觸發(fā)設(shè)備急停，預(yù)設(shè)閾值y1和y2的取值由相關(guān)人員根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行擬定，滿足y2＞y1。
26、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
27、本發(fā)明，通過結(jié)合圖像分析端對(duì)輪廓邊線復(fù)雜度的計(jì)算以及偏差角度獲取端對(duì)傾斜角度的計(jì)算，能夠全面監(jiān)測(cè)集裝袋在吊裝過程中的形態(tài)變化，利用點(diǎn)集離散點(diǎn)曲率計(jì)算邊線復(fù)雜度，以及精確的向量計(jì)算傾斜角度，提高了對(duì)集裝袋異常狀態(tài)檢測(cè)的精準(zhǔn)度，通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)端和預(yù)警端根據(jù)角度變換數(shù)值和邊線變換數(shù)值生成相應(yīng)預(yù)警信號(hào)，能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)集裝袋在吊裝過程中的異常狀態(tài)，避免放射性廢渣泄漏等嚴(yán)重事故的發(fā)生，保障了人員安全和環(huán)境安全。
1.基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)集裝袋的四側(cè)邊線復(fù)雜度進(jìn)行獲取的具體方式為：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，對(duì)各個(gè)點(diǎn)集中跳過首尾離散點(diǎn)后剩余離散點(diǎn)的曲率進(jìn)行獲取分析的具體方式為：
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，建立全局坐標(biāo)系的具體方式為：
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，在全局坐標(biāo)系中設(shè)置垂直方向向量，獲得集裝袋重心向量的具體方式為：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，通過集裝袋重心向量與垂直方向向量之間的夾角計(jì)算集裝袋的傾斜角度的具體方式為：
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，獲得集裝袋的角度變換數(shù)值和邊線變換數(shù)值的具體方式為：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，得集裝袋在的狀態(tài)波動(dòng)數(shù)值△t的具體方式為：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于伴生放射性廢渣吊裝機(jī)構(gòu)的異常狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，判定生成黃色預(yù)警信號(hào)或紅色預(yù)警信號(hào)的具體方式為：