(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210544482.1 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 杭州意能电力技 术有限公司 地址 310012 浙江省杭州市西湖区文三路 253号9楼902室 申请人 国网浙江省电力有限公司电力科 学 研究院 (72)发明人 王天宇　苏烨　张江丰　郑可轲　 丁俊宏　华丽云　张新胜　蔡钧宇　 陈巍文　蔡萍萍　 (74)专利代理 机构 浙江翔隆专利事务所(普通 合伙) 33206 专利代理师 许守金　张建青 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01)G06T 3/60(2006.01) G06T 5/00(2006.01) G06T 7/246(2017.01) G06T 7/73(2017.01) G06V 10/74(2022.01) G01H 9/00(2006.01) (54)发明名称 一种基于移动终端与图像处理的振动监测 方法和装置 (57)摘要 本发明公开了一种基于移动终端与图像处 理的振动监测方法和装置， 属于振动设备监测技 术领域。 本发 明的一种基于移动终端与图像处理 的振动监测方法， 构建图像相似度及频谱校正模 型， 预估待测图像和模板图像之间的旋转角度； 以汉明距离为基准， 对待测图像和模板图像中的 特征点进行对应匹配， 并对匹配成功的特征点对 进行数据 拟合， 求得待测图像与模板图像之间的 位置变化， 实现旋转部件的振动监测， 方案 科学、 合理， 具有普遍适用性， 解决了现有传感器布点 布线困难的问题， 在保证能够获得连续有效的振 动信息的同时， 提高传感器的抗干扰能力、 动态 响应能力、 稳定性和可靠性， 减少维修和校准成 本。 权利要求书4页 说明书12页 附图1页 CN 114862809 A 2022.08.05 CN 114862809 A 1.一种基于移动终端与图像处 理的振动监测方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤1： 获取基于移动终端拍摄的旋转部件的若干图像； 所述图像， 用于记录 旋转部件在不同时刻的位姿状态； 步骤2： 对步骤1中的若干图像进行筛 选； 所述筛选过程如下： 选择若干图像中的一张图像作为模板图像， 选择除模板图像之外的一张或多张图像， 作为待测图像； 步骤3： 构建图像相似度及频谱校正模型； 所述图像相似度及频谱校正模型， 利用归一化互相关系数和能量重心校正方法， 预估 步骤2中的待测图像和模板图像之间的旋转角度； 步骤4： 根据步骤3计算的旋转角度， 将待测图像旋转复位， 形成复位图像； 步骤5： 构建非线性扩散滤波模型， 对步骤4中的复位图像以及步骤2中的模板图像进行 滤波， 得到非线性尺度空间； 之后在非线性尺度空间提取复位图像及模板 图像的特征点， 并对提取的特征点， 根据 其尺度、 方向信息， 生成特 征点描述符； 步骤6： 根据步骤5 中的特征描述符， 以汉明距离为基准， 对待测图像和模板图像 中的特 征点进行对应匹配， 并对匹配成功的特征点对进行数据拟合， 求得待测图像相对于模板图 像的位置变化； 步骤7： 根据图像像素与实际位移之间的标定系数， 将步骤6中的位置变化转化为旋转 部件的实际振动位移， 实现旋转部件的振动监测。 2.如权利要求1所述的一种基于移动终端与图像处 理的振动监测方法， 其特征在于， 所述步骤1中， 图像获取的方法如下： 利用移动终端的摄像头拍摄旋转部件在不同工作状态下的振动视频， 并将其存储到数 据存储模块， 之后对 振动视频进行处 理， 得到若干图像； 拍摄过程中， 摄像头的拍摄帧率保持不变， 摄像头的光轴垂直于旋转部件的横截面； 所 述旋转部件为发动机转轴或电机转子或汽轮机叶片。 3.如权利要求1所述的一种基于移动终端与图像处 理的振动监测方法， 其特征在于， 所述步骤3中， 图像相似度及频谱校正模型的构建方法如下： S31： 采用归一化互相关算法计算待测图像中每一张图像与模板图像的归一化互相关 系数， 将待测图像转 化为表征图像相似度的一维信号S(k)； 所述归一 化互相关系数的计算公式如下： 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114862809 A 2其中， f(xi,yj)为模板图像， g(x ′i,y′j)为待测图像， m ×n为分辨率； S32： 采用能量重心校正方法对S31中的表征图像相似度的一维信号S(k)， 进行频谱校 正， 提取高精度的旋转频率f； 校正后旋转频率f的计算公式如下： 式中， Gi为表征图像相似度的一维信号S(k)功率谱第i条峰值谱线的幅值， k为幅值最大点对应的谱线号， N为相似度信号的长度， fs为摄像头的采样频率； S33： 根据S32中的旋转频率f与待测图像的采集时刻T的关系， 求得待测图像相对于模 板图像的旋转角度， 所述旋转角度的计算公式如下： θ ＝f×T×360°。 4.如权利要求1所述的一种基于移动终端与图像处 理的振动监测方法， 其特征在于， 所述步骤5中， 非线性扩散滤波模型的构建方法如下： S51:引入尺度参数， 利用非线性扩散滤波方程对复位 图像以及模板图像进行滤波， 构 建尺度空间； 非线性扩散滤波方程的计算公式如下： 其中， (x， y)是图像点的像素坐标， div表示散度， 是梯度， L表征图像亮度， t是尺度参数，权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114862809 A 3