ES2684134A2

ES2684134A2 - Sistema y procedimiento para la monitorización de estructuras

Info

Publication number: ES2684134A2
Application number: ES201730410A
Authority: ES
Inventors: Miguel Ángel VICENTE CABRERA; Dorys Carmen GONZÁLEZ CABRERA; Jesús MÍNGUEZ ALGARRA
Original assignee: Universidad de Burgos
Current assignee: Universidad de Burgos
Priority date: 2017-03-24
Filing date: 2017-03-24
Publication date: 2018-10-01
Anticipated expiration: 2037-03-24
Also published as: ES2684134R1; ES2684134B2

Abstract

Procedimiento para la monitorización de movimientos y giros mediante el uso combinado de láser y vídeo y sistema para su ejecución, el sistema consiste en un sistema capaz de medir, de forma continua, movimientos y giros. La solución combina el uso de dos rayos láser, que actúan a modo de referencia fija, un panel traslúcido en el que impactan los láseres y en el que se ubican tres diodos LED, y una cámara de video que graba los tres puntos de luz led y los dos puntos generados por los emisores láser. El procedimiento calcula los movimientos y giros tomando como referencia los dos puntos laser.

Description

El panel de medición (2) y el equipo de grabación de vídeo (3) se sitúan uno a proximidad del otro y pueden ir cubiertos por una carcasa (5), siendo el panel de medición (2) uno de los lados de la carcasa (5), concretamente el lado hacia el cual se proyectan los rayos láser (17).

El equipo emisor de rayos láser (1) está compuesto por al menos dos emisores de rayos láser (6), cada uno de los cuales emite al menos un rayo láser (17) y por un soporte (7). Dicho 5 equipo (1) se sitúa en un punto que está localizado fuera de la estructura objeto de control y que se pueda considerar fijo a los efectos de la operación de monitorización que se vaya a efectuar. El panel de medición (2) está compuesto por un panel traslucido (8) y un soporte (9). El panel de medición (2) se sitúa en el punto de control (14), esto es, en el punto determinado cuyo movimiento se desea monitorizar en una estructura. El panel de medición (2) es solidario 10 del punto de control (14). Previamente al inicio de la monitorización, se coloca el panel de medición (2) en el punto de control (14) con la ayuda, para el posicionamiento en vertical, de un nivel (13) analógico o digital.

Con referencia a la figura 2, la luz emitida por los tres diodos LED (4) genera sendos puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) en el panel traslúcido (8). Los rayos láser producidos por los 15 emisores de rayos láser (6) se proyectan en el panel traslúcido (8), atravesándolo y dejando visibles dos puntos láser (10, 11). La luz emitida por los diodos LED (4) es de un color diferente a la emitida por los emisores de rayos láser (6). Por tanto, en el panel traslúcido (8) se proyectan cinco puntos de luz: los tres puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) y los dos puntos láser (10, 11). 20

Con referencia a la figura 3, en la imagen del panel de medición (2) tal y como ha sido procesada por el equipo de cómputo, se señalan los valores (P1, P2 y P3) asignados a los centros geométricos de las nubes de puntos correspondientes a los tres puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3). Los puntos P1 y P2 están unidos por una línea imaginaria horizontal. Los puntos P2 y P3 están unidos por una línea imaginaria vertical. Igualmente se señalan los valores (L1, 25 L2) asignados a los centros geométricos de las nubes de puntos correspondientes a los dos puntos de luz láser (10, 11).

Los medios de grabación de imágenes (3) comprenden preferentemente un equipo de grabación de vídeo, preferentemente una videocámara digital, la cual graba el panel traslúcido y por ende los tres puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) y los dos puntos láser (10, 11). El equipo de grabación 30 de vídeo (3) se coloca de modo que el eje de su lente sea sustancialmente ortogonal al panel de medición (2).

2. Para cada imagen de la secuencia se identifican y se separan los píxeles que pertenecen a cada uno de los cinco puntos de la imagen, esto es, los puntos correspondientes a los tres puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) y los dos puntos láser (10, 11). A partir de esta operación se obtienen cinco tablas de datos, en cada una de las cuales se indican, para cada uno de dichos cinco puntos, sus coordenadas X e Y 5 y su correspondiente identificación de color. De este modo, cada tabla está definiendo una nube de puntos, entendiendo por tal un conjunto de datos relativos a las coordenadas y al color de cada uno de los puntos (4.1, 4.2, 4.3, 10, 11).

3. Para cada imagen de la secuencia, se obtiene el centro geométrico de cada una de 10 las cinco nubes de puntos. El resultado de esta operación son cinco puntos, definidos por sus coordenadas X e Y. Según el color de los píxeles que componen cada una de las nubes de puntos es posible determinar si el centro geométrico obtenido pertenece a un punto de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) o a un punto láser (10, 11).

15

4. Para la primera imagen de la secuencia de imágenes, se asignan los valores P1, P2 y P3 a los centros geométricos de las nubes de puntos correspondientes a los tres puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3), con el siguiente doble criterio de asignación:

- P1 representa los valores mínimos de X y de Y.

- La coordenada Y de P2 es menor que la coordenada Y de P3. 20

5. Para la primera imagen de la secuencia de imágenes, se asignan los valores L1 y L2 a los centros geométricos de las nubes de puntos correspondientes a los dos puntos láser (10, 11), con el siguiente criterio de asignación:

- La coordenada X de L1 es menor que la coordenada X de L2.

6. Para cada una de las otras imágenes de la secuencia, se asignan los valores P1, P2 25 y P3 por proximidad respecto a la imagen inmediatamente anterior en el tiempo. De igual forma se les asignan los valores L1 y L2 a dichas imágenes.

7. Para cada imagen de la secuencia, se obtienen las siguientes tres medidas: posición vertical “v”, posición horizontal “u” e inclinación “𝛼𝛼”, referidas a los puntos P1, P2 y P3. Las posiciones vertical y horizontal están referenciadas al sistema de 30

Claims

REIVINDICACIONES

1. Sistema para la monitorización de estructuras mediante la medición del movimiento de un punto de control (14) respecto de un punto fijo (12), comprendiendo un panel de medición (2) caracterizado porque comprende unos primeros medios de emisión de luz (1), unos 5 segundos medios de emisión de luz (4) solidarios del panel de medición (2) y medios de grabación de imágenes (3).
2. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los primeros medios de emisión de luz (1) comprenden un equipo emisor de rayos láser (1) compuesto por al menos dos emisores de rayos láser (6). 10
3. Sistema según la reivindicación 1, caracterizado porque los segundos medios de emisión de luz (4) comprenden al menos tres diodos LED (4).
4. Sistema según las reivindicaciones 2 y 3, caracterizado porque el equipo emisor de rayos láser (1) proyecta dos puntos de luz láser (10, 11) en el panel de medición (2) y porque cada uno de los al menos tres diodos LED (4) proyecta un punto de luz LED (4.1, 4.2, 4.3) 15 sobre el panel de medición (2)
5. Sistema según la reivindicación 4, caracterizado porque los dos puntos de luz láser (10, 11) son de un color distinto al de los puntos de luz LED (4.1, 4.2, 4.3).
6. Sistema según la reivindicación 5 caracterizado porque los medios de grabación de imágenes (3) son solidarios del punto de control (14). 20
7. Sistema según la reivindicación 6 caracterizado porque los medios de grabación de imágenes (3) se colocan con el eje de sus lentes sustancialmente ortogonal al panel de medición (2) y con su campo de visión abarcando sustancialmente las dimensiones del panel de medición (2).
8. Sistema según la reivindicación 7, caracterizado porque comprende una carcasa en cuyo 25 interior se disponen los medios de grabación de imágenes (3) y una de cuyas caras es el panel de medición (2).
9. Procedimiento para la monitorización de estructuras mediante la medición del movimiento de un punto de control respecto de un punto fijo, ejecutado mediante el sistema de las reivindicación 8, comprendiendo una primera fase de colocación y conexión de los 30 componentes del sistema y una segunda fase de procesamiento de los datos obtenidos por el sistema, caracterizado porque la primera fase comprende situar en el campo de visión de los medios de grabación de imágenes (3) los puntos de luz proyectados por los primeros y segundos medios de emisión de luz (1, 4) y porque la segunda fase comprende generar una secuencia de imágenes del panel de medición (2) a partir de las imágenes 35 captadas por el equipo de grabación (3), registrar el intervalo de tiempo entre dos imágenes consecutivas, identificar los píxeles que corresponden a los puntos de luz producidos por los primeros medios de emisión de luz (1) y por los segundos medios de emisión de luz (4), y asociar a dichos píxeles coordenadas X e Y.
10. Procedimiento según la reivindicación 9, que comprende además: 5

- Obtener, por cada imagen de la secuencia, una tabla de datos para cada punto de luz en dicha imagen, indicando cada una de dichas tablas de datos las coordenadas X e Y e identificando el color de los puntos de luz (4.1, 4.2, 4.3, 10, 11) de las imágenes.

- Para cada imagen de dicha secuencia y partiendo de la al menos una tabla de datos, obtener el centro geométrico de los puntos de luz de las imágenes y determinar si el centro geométrico 10 obtenido proviene de los primeros medios de emisión de luz (1) o de los segundos medios de emisión de luz (4).

- Para la primera imagen de la secuencia de imágenes, asignar unos valores (P1, P2, P3) a los centros geométricos correspondientes a los puntos de luz (4.1, 4.2, 4.3) provenientes de los segundos medios de emisión de luz (4) y otros valores (L1, L2) a los centros geométricos 15 correspondientes a los puntos de luz (10, 11) provenientes de los primeros medios de emisión de luz (1); y para cada una de las otras imágenes de la secuencia, asignar, por proximidad respecto a la imagen inmediatamente anterior en el tiempo, los mismos valores correspondientes a los centros geométricos de sus respectivos puntos de luz.

- Para cada imagen de la secuencia, obtener las medidas de posición vertical, posición 20 horizontal e inclinación, referidas a los puntos de luz (4.1, 4.2 y 4.3) provenientes de los segundos medios de emisión de luz (4),

- Para cada imagen de la secuencia excepto la primera, obtener las medidas de desplazamiento vertical, desplazamiento horizontal y ángulo girado, referidas a los puntos de luz (4.1, 4.2 y 4.3) provenientes de los segundos medios de emisión de luz (4). 25