基于圖像不連續(xù)點(diǎn)探測的皮帶縱向撕裂檢測與報(bào)警裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種帶式輸送機(jī)皮帶縱向撕裂檢測與報(bào)警裝置，尤其設(shè)及一種基于圖 像不點(diǎn)探測的非接觸式的皮帶縱向撕裂檢測與報(bào)警裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤礦生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)是最主要的運(yùn)輸工具之一，帶式輸送機(jī)在輸送煤炭過 程中皮帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整條皮帶撕裂損壞，造成巨大的 經(jīng)濟(jì)損失。目前檢測皮帶縱向撕裂的方法有:沖擊檢測法(檢測皮帶介質(zhì)中沖擊力傳播）、托 漉異常受力檢測（分析托漉受力的異常狀況）、超聲波法(檢測皮帶介質(zhì)中超聲波傳播）、壓 敏電阻法(檢測皮帶下方漏料情況）、嵌入法(在皮帶中嵌入導(dǎo)電橡膠、光導(dǎo)纖維等)等，另外 還有基于線激光的圖像檢測法，上述檢測方法或是在原理上有一定缺陷，或是需要皮帶撕 裂較長才能檢測到，或是成本較高，或是安裝組件多、安裝復(fù)雜，或是后期維護(hù)繁瑣等。
[0003] 需要一種解決或至少改善現(xiàn)有技術(shù)中固有的一個(gè)或多個(gè)問題的皮帶縱向撕裂檢 測方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像不連續(xù)點(diǎn)探測的皮帶縱向撕裂檢測與 報(bào)警裝置，該裝置的檢測方法是非接觸式的，檢測設(shè)備不會(huì)遭受磨損，檢測靈敏高，成本低， 設(shè)備組件少，易安裝與維護(hù)。
[0005] 根據(jù)一種實(shí)施例形式，提供一種基于圖像不連續(xù)點(diǎn)探測的皮帶縱向撕裂檢測與報(bào) 警裝置，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下:本發(fā)明裝置由圖像數(shù)據(jù)處理器、CCD數(shù)字相機(jī)(包括快 n，閃光燈和透鏡）、液晶顯示屏、報(bào)警器組成;所述的圖像數(shù)據(jù)處理器是整個(gè)裝置的核屯、， 用于對來自CCD數(shù)字相機(jī)的圖像進(jìn)行處理W識(shí)別皮帶是否出現(xiàn)縱向撕裂，用于控制CCD數(shù)字 相機(jī)的快口開啟與關(guān)閉，閃光燈開啟與關(guān)閉和透鏡位置調(diào)節(jié)，還用于控制液晶顯示屏顯示 撕裂的皮帶圖像;還用于控制報(bào)警器發(fā)出聲音和閃爍亮光，還用于輸出信號(hào)給皮帶控制設(shè) 備，當(dāng)皮帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)通過皮帶控制設(shè)備控制皮帶停止運(yùn)行;所述的CCD數(shù)字相機(jī)安裝 在皮帶下方，其光軸垂直皮帶非承載面，攝取的圖像大小為640(寬度）X480(高度)像素，寬 度方向?qū)?yīng)皮帶寬度方向，高度方向?qū)?yīng)皮帶軸向方向；所述閃光燈用于CCD數(shù)字相機(jī)在拍 攝時(shí)提供光源;所述報(bào)警器在皮帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)發(fā)出聲音和閃爍亮光報(bào)警;所述液晶顯 示屏顯示撕裂的皮帶圖像。
[0006] 本發(fā)明裝置工作原理是：圖像數(shù)據(jù)處理器控制CCD數(shù)字相機(jī)打開快口攝取皮帶圖 像時(shí)同時(shí)打開閃光燈W便有足夠的光線攝取清晰的皮帶面圖像，對獲取的圖像按預(yù)先定義 的邏輯檢測皮帶是否發(fā)生縱向撕裂，如果皮帶出現(xiàn)縱向撕裂則觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出聲音和閃爍 亮光報(bào)警，液晶顯示屏顯示撕裂皮帶圖像，同時(shí)發(fā)出信號(hào)給皮帶控制設(shè)備控制皮帶停止運(yùn) 行。檢測皮帶縱向撕裂的方法是：
[0007] A.將圖像沿水平方向?qū)⒇Q直方向等間距切分；
[000引B.尋找每一條切線上的不連續(xù)點(diǎn)，所述的不連續(xù)點(diǎn)為灰度梯度值大于給定闊值且 符號(hào)相反、相鄰但距離小于給定的闊值的兩個(gè)點(diǎn)中的一個(gè)；
[0009] C.計(jì)算不連續(xù)點(diǎn)的平均坐標(biāo)，計(jì)算不連續(xù)點(diǎn)的水平坐標(biāo)方差，統(tǒng)計(jì)與平均水平坐 標(biāo)差小于2倍方差的不連續(xù)點(diǎn)數(shù)K;
[0010] D.當(dāng)f大于Tl時(shí)，判定皮帶發(fā)生縱向撕裂，其余正常。P為所有不連續(xù)點(diǎn)數(shù)，n為給定 的參數(shù)。
【附圖說明】
[0011] 通過W下說明，附圖實(shí)施例變得顯而易見，其僅W結(jié)合附圖描述的至少一種優(yōu)選 但非限制性實(shí)施例的示例方式給出。
[0012] 圖1為本發(fā)明裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[OOK]圖2為本發(fā)明方法的檢測原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014] 參見圖1，本發(fā)明裝置由圖像數(shù)據(jù)處理器、CCD數(shù)字相機(jī)(包括快口，閃光燈和透鏡） 和報(bào)警器組成；圖像數(shù)據(jù)處理器用Nvidia Tegra Kl處理器，它包含192核的Kepler圖形加 速器GPU,2.2G化ARM Codex A15CPU和2GB RAM存膽器，因而結(jié)構(gòu)緊湊簡單，器件少，CCD數(shù) 字相機(jī)采用WFT-18忍片為圖像傳感器的數(shù)字相機(jī)，捕捉的圖像通過圖像數(shù)據(jù)處理的MIPI 端口輸入到圖像數(shù)據(jù)處理器，圖像數(shù)據(jù)處理器通過I2C總線控制CCD數(shù)字相機(jī)的快口開啟與 關(guān)閉，閃光燈開啟與關(guān)閉和透鏡位置;通過SPI總線控制報(bào)警器發(fā)出聲音和閃爍亮光和將皮 撕裂的狀態(tài)信息發(fā)送給皮帶控制設(shè)備；液晶顯示屏采用大小為8英寸，分辨率為1920 X 1200。將CCD數(shù)字相機(jī)安裝在皮帶下方，其光軸垂直皮帶非承載面，工作時(shí)由圖像數(shù)據(jù)處理 器控制CCD數(shù)字相機(jī)攝取皮帶圖像，圖像大小為640(寬度）X480(高度)像素，寬度方向?qū)?yīng) 皮帶寬度方向，高度方向?qū)?yīng)皮帶軸向方向。對獲取的圖像按如下方法進(jìn)行處理：
[0015] A.將圖像水平切分，相鄰切線間距為e，單位為像素（W下距離及長度單位均為像 素），如圖1所示。
[0016] B.對每一條切線進(jìn)行如下處理：
[0017] 1) W間距r進(jìn)行采樣，如圖1所示，計(jì)算每個(gè)采樣點(diǎn)處的灰度梯度值，若有N個(gè)采樣 點(diǎn)，位置i處的梯度:g(i)=P(i+l)-p(i)ViE{l，2，N-l}，p(i)為位置i處的灰度值;選擇灰 度梯度值大于gi和小于-gi的采樣點(diǎn)，將其分別標(biāo)記為1和-1，稱為標(biāo)記點(diǎn)，其它值的采樣點(diǎn) 標(biāo)記為0，其中91為給定的參數(shù);gi根據(jù)經(jīng)驗(yàn)給定。
[001引2)相鄰距離小于Iregul、標(biāo)記符號(hào)相同的標(biāo)記點(diǎn)為一序列，將序列點(diǎn)的值累加，賦給 序列超始點(diǎn)，保留原標(biāo)記符號(hào)，序列中的其它點(diǎn)標(biāo)記0。其中Iregul為給定的參數(shù)，Iregul根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)給定。
[0019] 3)將距離小于Iregul標(biāo)記符號(hào)相反的兩個(gè)標(biāo)記點(diǎn)的值相加，若大于等于0,其值賦給 標(biāo)記為1的標(biāo)記點(diǎn)，相應(yīng)的點(diǎn)為標(biāo)記點(diǎn)，若小于0,其值賦給標(biāo)記為-1的標(biāo)記點(diǎn)，相應(yīng)的點(diǎn)為 標(biāo)記點(diǎn)；
[0020] 4)保留值大于gh或者小于-抑的標(biāo)記點(diǎn)，其中，削為給定的參數(shù)，Ighl > Igil ;
[0021] 5)尋找距離小于O的標(biāo)記符號(hào)相反的兩個(gè)相鄰標(biāo)記點(diǎn)，記標(biāo)記符號(hào)為1的點(diǎn)為不連 續(xù)點(diǎn)，也可記標(biāo)記符號(hào)為-I的點(diǎn)為不連續(xù)點(diǎn)，其中O為給定的參數(shù)；
[0022] C.計(jì)算不連續(xù)點(diǎn)的平均坐標(biāo)，計(jì)算不連續(xù)點(diǎn)的水平坐標(biāo)方差，統(tǒng)計(jì)與平均水平坐 標(biāo)差小于2倍方差的不連續(xù)點(diǎn)數(shù)K;
[0023] D.當(dāng)大于Tl時(shí)，判定皮帶發(fā)生縱向撕裂，其余正常。P為所有不連續(xù)點(diǎn)數(shù)，n為給定
的參數(shù)。
[0024] 當(dāng)皮帶出現(xiàn)縱向撕裂則觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出聲音和閃爍亮光報(bào)警，液晶顯示屏顯示撕 裂皮帶圖像，同時(shí)發(fā)出信號(hào)給皮帶控制設(shè)備控制皮帶停止運(yùn)行。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像不連續(xù)點(diǎn)探測的皮帶縱向撕裂檢測與報(bào)警裝置，其特征在于：由圖像 數(shù)據(jù)處理器、CCD數(shù)字相機(jī)、液晶顯示屏、報(bào)警器組成;所述的CCD數(shù)字相機(jī)包括快門，閃光燈 和透鏡;所述的圖像數(shù)據(jù)處理器是整個(gè)裝置的核心，用于對來自CCD數(shù)字相機(jī)的圖像進(jìn)行處 理以識(shí)別皮帶是否出現(xiàn)縱向撕裂，用于控制CCD數(shù)字相機(jī)的快門開啟與關(guān)閉，閃光燈開啟與 關(guān)閉和透鏡位置調(diào)節(jié)，還用于控制液晶顯示屏顯示撕裂的皮帶圖像;還用于控制報(bào)警器發(fā) 出聲音和閃爍亮光，還用于輸出信號(hào)給皮帶控制設(shè)備，當(dāng)皮帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)通過皮帶控 制設(shè)備控制皮帶停止運(yùn)行；所述的CCD數(shù)字相機(jī)安裝在皮帶下方，其光軸垂直皮帶非承載 面，攝取的圖像大小為640像素 X 480像素，640表示圖像寬度大小，480表示圖像高度大小， 寬度大小對應(yīng)皮帶寬度方向成像大小，高度大小對應(yīng)皮帶軸向方向成像大小;所述閃光燈 用于CCD數(shù)字相機(jī)在拍攝時(shí)提供光源;所述報(bào)警器在皮帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)發(fā)出聲音和閃爍 亮光報(bào)警;所述液晶顯示屏顯示撕裂的皮帶圖像。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于圖像不連續(xù)點(diǎn)探測的皮帶縱向撕裂檢測與報(bào)警裝置，該裝置由圖像數(shù)據(jù)處理器、CCD數(shù)字相機(jī)、液晶顯示屏和報(bào)警器組成，CCD數(shù)字相機(jī)安裝在皮帶下方，光軸垂直皮帶非承載面，圖像數(shù)據(jù)處理器對皮帶圖像進(jìn)行處理檢測皮帶是否發(fā)生縱向撕裂，如果皮帶出現(xiàn)縱向撕裂則觸發(fā)報(bào)警器發(fā)出聲音和閃爍亮光報(bào)警，并在液晶顯示屏上顯示皮帶撕裂圖像，該裝置的檢測方法是非接觸式的，檢測設(shè)備不會(huì)遭受磨損，檢測靈敏高，成本低，設(shè)備組件少，易安裝與維護(hù)。
【IPC分類】B65G43/02
【公開號(hào)】CN205240617
【申請?zhí)枴緾N201520840506
【發(fā)明人】伍云霞, 孫繼平
【申請人】中國礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2015年10月28日