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 陳理輝1， 龐真寬2，黃琰寶2

（1廣州馭視自動(dòng)化科技有限公司，2廣州廣日電梯工業(yè)有限公司，廣東廣州 510000）

摘要：電梯作為現(xiàn)代建筑不可或缺的組成部分，在為人們提供便利垂直交通的同時(shí)，也要求高度的安全性和可靠性，因此，電梯轎底的孔徑與定位尺寸對(duì)電梯運(yùn)行和維護(hù)至關(guān)重要。然而，傳統(tǒng)測(cè)量方法通常需要大量人力和時(shí)間，并且容易受到人為誤差的影響，基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的自動(dòng)化檢測(cè)方法為電梯轎底孔徑與定位尺寸測(cè)量提供了一種創(chuàng)新的解決方案，通過(guò)使用攝像頭和圖像處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電梯轎底尺寸的自動(dòng)識(shí)別，提高測(cè)量準(zhǔn)確性。本文以視覺(jué)檢測(cè)為核心，針對(duì)電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)展開(kāi)系統(tǒng)論述，為進(jìn)一步強(qiáng)化電梯運(yùn)行質(zhì)量和安全性提供科學(xué)指導(dǎo)，廣州馭視自動(dòng)化科技有限公司與廣州廣日電梯工業(yè)有限公司合作開(kāi)發(fā)了一套基于視覺(jué)檢測(cè)的電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：視覺(jué)檢測(cè)；電梯轎底；孔徑與定位尺寸；自動(dòng)識(shí)別

視覺(jué)檢測(cè)，也稱為機(jī)器視覺(jué)或計(jì)算機(jī)視覺(jué)，是一種利用計(jì)算機(jī)和數(shù)字圖像處理技術(shù)來(lái)模擬和模仿人類視覺(jué)系統(tǒng)的過(guò)程，旨在實(shí)現(xiàn)圖像或視頻數(shù)據(jù)的自動(dòng)分析、理解和識(shí)別的領(lǐng)域，從數(shù)字圖像或視頻中提取有用的信息，進(jìn)行各種應(yīng)用。電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)是一種利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)和圖像處理技術(shù)，自動(dòng)識(shí)別電梯轎底的孔徑和定位尺寸的方法，這項(xiàng)技術(shù)的主要目標(biāo)是通過(guò)處理電梯轎底的圖像數(shù)據(jù)，快速、準(zhǔn)確確定孔的尺寸和位置，確保電梯的安全性和運(yùn)行效率。研究基于視覺(jué)檢測(cè)的電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，對(duì)電梯行業(yè)和用戶都具有深遠(yuǎn)的意義，可以提高電梯的安全性、效率和可靠性，降低維護(hù)成本，有助于符合法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)，有望為電梯行業(yè)帶來(lái)更多實(shí)際經(jīng)濟(jì)效益和安全益處。

一、獲取圖像

工作人員應(yīng)將相機(jī)或掃描儀安裝在合適的位置，能夠拍攝到清晰、全面的電梯轎底圖像，相機(jī)或掃描儀應(yīng)正對(duì)電梯轎底進(jìn)行拍攝，盡可能地調(diào)整拍攝角度和距離，以便能夠獲得最佳的拍攝效果。使用適當(dāng)?shù)恼彰髟O(shè)備對(duì)拍攝區(qū)域進(jìn)行照明，保證圖像的質(zhì)量和清晰度，在照明不足的情況下，使用附加光源或反射器來(lái)增強(qiáng)照明效果，根據(jù)實(shí)際需要對(duì)拍攝的距離和焦距進(jìn)行調(diào)整，獲得更準(zhǔn)確的圖像信息。使用合適的拍攝角度和拍攝方式來(lái)獲取圖像，對(duì)于電梯轎底的孔徑和定位尺寸的識(shí)別和測(cè)量，獲取正面和側(cè)面的圖像；在拍攝正面圖像時(shí)，保證相機(jī)或掃描儀與電梯轎底垂直，獲取準(zhǔn)確的孔徑和定位尺寸信息；在拍攝側(cè)面圖像時(shí)，需要調(diào)整拍攝角度，清晰呈現(xiàn)出孔徑和定位尺寸的形狀和大小[1]。使用相應(yīng)的圖像處理軟件對(duì)圖像進(jìn)行處理和分析，包括去除噪聲、增強(qiáng)圖像對(duì)比度、調(diào)整圖像大小等處理步驟，以便后續(xù)的特征提取和分類處理順利開(kāi)展，利用合適的圖像格式和分辨率進(jìn)行保存，方便后續(xù)處理和分析。

二、預(yù)處理圖像

在獲取圖像時(shí)，會(huì)受到光照不均、相機(jī)噪聲等因素的影響，導(dǎo)致圖像中存在一定的噪聲，這些噪聲可能會(huì)影響到后續(xù)的特征提取和分類處理，因此工作人員需要進(jìn)行去除處理，常見(jiàn)的去噪方法包括中值濾波、高斯濾波等，這些方法可以將圖像中的噪聲平滑掉，得到更加清晰的圖像。獲取的圖像還可能存在顏色失真的問(wèn)題，導(dǎo)致圖像的對(duì)比度不足，難以分辨出孔徑和定位尺寸的細(xì)節(jié)信息，為了能夠更好地進(jìn)行特征提取和分類處理，需要增強(qiáng)圖像的對(duì)比度，使孔徑和定位尺寸更加突出，常見(jiàn)的對(duì)比度增強(qiáng)方法包括直方圖均衡化、局部對(duì)比度增強(qiáng)等，這些方法可以將圖像的對(duì)比度整體或局部地調(diào)整到合適的程度，得到更加清晰的圖像[2]。由于孔徑和定位尺寸的顏色、亮度與背景不同，為了能夠更好地進(jìn)行特征提取和分類處理，需要將孔徑和定位尺寸從背景中分離出來(lái)，常見(jiàn)的二值化方法包括閾值分割、區(qū)域生長(zhǎng)等，這些方法可以將圖像中的不同顏色和亮度區(qū)域進(jìn)行分離，得到更加清晰的孔徑和定位尺寸圖像。獲取的圖像大小可能不合適，或者只對(duì)圖像中的某一部分進(jìn)行處理，因此需要對(duì)圖像進(jìn)行大小調(diào)整和裁剪，通過(guò)使用圖像處理軟件中的縮放、裁剪功能，得到更加適合后續(xù)處理的圖像。

三、特征提取

孔徑和定位尺寸的特征包括形狀、大小、位置、顏色等，這些特征可以在圖像中表示，以便進(jìn)行后續(xù)的處理和分析，如將孔徑的特征表示為一個(gè)圓形區(qū)域，其中包含圓心和半徑等參數(shù)；將定位尺寸的特征表示為一條線段，其中包含起點(diǎn)和終點(diǎn)等參數(shù)[3]。對(duì)于孔徑特征的提取，可以使用圖像分割技術(shù)，將孔徑區(qū)域從背景中分離出來(lái)，然后使用邊緣檢測(cè)技術(shù)，獲取孔徑的邊緣信息；對(duì)于定位尺寸特征的提取，可以使用直線檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)圖像中的線段，然后使用幾何變換技術(shù)，計(jì)算定位尺寸的參數(shù)。在提取特征時(shí)可能會(huì)受到圖像質(zhì)量、噪聲等因素的影響，導(dǎo)致提取的特征可能存在誤差和偏差，為了能夠更好地進(jìn)行后續(xù)的處理和分析，還要對(duì)提取的特征進(jìn)行篩選和優(yōu)化，以便得到更加準(zhǔn)確的特征信息，如通過(guò)去除異常值、填補(bǔ)缺失值等方法，優(yōu)化特征數(shù)據(jù)[4]。由于機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)分析處理的是數(shù)值型數(shù)據(jù)，而提取的特征可能以不同的形式存在，因此需要對(duì)特征進(jìn)行編碼和轉(zhuǎn)換，通過(guò)使用特征編碼技術(shù)，如one-hot編碼、獨(dú)熱編碼等，將特征數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為數(shù)值型數(shù)據(jù)，保存到數(shù)據(jù)庫(kù)或數(shù)據(jù)集中，順利開(kāi)展后續(xù)的處理和分析。

四、圖像分類

在圖像分類完成之后，為了能夠準(zhǔn)確獲取孔徑和定位尺寸的大小，工作人員應(yīng)需要對(duì)圖像進(jìn)行尺寸測(cè)量，根據(jù)孔徑和定位尺寸的類型和特征，分為不同的類別，例如圓形孔徑、矩形孔徑、定位尺寸等，針對(duì)不同的類別，使用不同的分類模型進(jìn)行分類，常見(jiàn)的分類模型包括支持向量機(jī)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹(shù)等。對(duì)于每個(gè)特征，使用分類器將其分配到不同的類別中，常用的分類器包括K近鄰分類器、樸素貝葉斯分類器、支持向量機(jī)等，這些分類器可以根據(jù)特征與類別之間的相似度和距離等指標(biāo)，將特征分配到相應(yīng)的類別中[5]。由于在分類過(guò)程中可能會(huì)受到圖像質(zhì)量、特征提取誤差等因素的影響，導(dǎo)致分類結(jié)果可能存在誤差和偏差，為了能夠得到更加準(zhǔn)確的分類結(jié)果，需要對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行評(píng)估和調(diào)整，通過(guò)使用分類準(zhǔn)確率、混淆矩陣等方法，評(píng)估分類結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，并使用調(diào)參等技術(shù)，優(yōu)化分類模型的性能[6]。根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，對(duì)分類結(jié)果進(jìn)行不同的處理和分析，如根據(jù)分類結(jié)果對(duì)孔徑和定位尺寸進(jìn)行標(biāo)注和識(shí)別，使用相應(yīng)的算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析，以便得到更加深入的認(rèn)識(shí)和理解。

結(jié)束語(yǔ)：

基于視覺(jué)檢測(cè)的電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，憑借自身強(qiáng)大的功能，代表了電梯制造和維護(hù)領(lǐng)域的進(jìn)一步發(fā)展，通過(guò)自動(dòng)化檢測(cè)，可以減少人為誤差，提高測(cè)量的精度和可靠性，不僅有助于提高電梯制造和維護(hù)的效率，還可以增加電梯系統(tǒng)的安全性和可靠性。未來(lái)，基于視覺(jué)檢測(cè)的電梯轎底孔徑與定位尺寸自動(dòng)識(shí)別技術(shù)有望在電梯行業(yè)廣泛應(yīng)用，提高電梯運(yùn)行安全性，為電梯行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展作出貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]鞠天慧，楊寧祥，陳建勛.基于激光視覺(jué)技術(shù)的電梯曳引輪輪槽三維尺寸檢測(cè)裝置研究[J].特種設(shè)備安全技術(shù),2022(15):41-43.

[2]許文彬,費(fèi)文豪.基于視覺(jué)識(shí)別的岸橋起重機(jī)集卡定位引導(dǎo)系統(tǒng)[J].工程機(jī)械,2022,53(8):66-68.

[3]劉佳鋒,胡倩,黃微,等.基于機(jī)器視覺(jué)的電梯門(mén)防夾檢測(cè)方法[J].中國(guó)電梯,2021,32(16):303-305.

[4]李文.基于機(jī)器視覺(jué)的電梯鋼絲繩缺陷檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].遼寧科技學(xué)院學(xué)報(bào),2021,23(1):14-16,47.

[5]馬平,歐建國(guó),張智陽(yáng).基于定位平臺(tái)的大尺寸工件視覺(jué)測(cè)量技術(shù)研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2021（16）：57-59.

[6]嚴(yán)波.基于機(jī)器視覺(jué)技術(shù)的電梯超載自動(dòng)化檢測(cè)研究[J].機(jī)械制造與自動(dòng)化,2023,52(2):205-208.