[实用新型]一种基于机器视觉的煤矿井下煤仓极限位置动态料位的检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种料仓极限位置的料位检测装置，尤其是采用工业数字相机进行图像拍摄、采用图像处理的方式进行固体散料料仓料位识别与检测。本实用新型具体涉及基于图像处理的煤矿井下煤仓极限位置煤位的动态检测系统装置。

背景技术

煤矿井下煤仓料位检测是煤矿安全生产的重要措施。多年来人们采用各种方法对煤仓料位进行检测。常用的检测方法有：重锤式、电极式、电容式、机杆式、称重式、回转翼轮式、雷达式、超声波式、激光式、核子式等。其中重锤式、电极式、电容式、机杆式、称重式和回转翼轮式属于接触式测量方法，其余的为非接触式测量方法。可以进行极限位置测量的方法有：重锤式、电极式、核子式和激光式。可进行料位连续测量的方法有：雷达式、超声波式、机杆式、称重式、核子式、激光式等。

采用图像处理的方式进行深度测量应用广泛。目前采用的多是采用数字相机自动对焦，直接拍摄图像，然后经过图像处理进行深度，高度测量。见专利公开号为CN1378086的发明专利，然而，对于煤矿井下煤仓这种特殊的料仓环境，图像拍摄环境特别恶劣，存在以下特点：

1 煤矿井下煤仓中粉尘浓度大、湿度大，照度低。

2 料仓中照度波动频繁，煤矿井下大型设备很多，电网扰动大，造成照度波动。

因此，由于特殊的图像环境，采用普通的图像处理方式进行深度测量的方法不能得到满足图像处理要求的适合的图像，难以实现长期可靠、准确的检测。

专利公开号为CN101270981的发明专利是一种基于机器视觉的料位测量方法与装置，提出了针对煤矿井下料仓的料位检测方法，然而这种方法可靠性难以保证，也只能作为静态的连续测量，不能作为极限位置料位的动态测量，难以实际应用。

由于煤矿井下煤仓仓的图像环境特殊，采用目前已有的方式，存在以下问题：

1 数字相机难以自动对焦、拍得可靠的图像；

2 根据此类图像进行料位测量的方法可靠度、精度低；

3 不能解决极限位置料位的动态测量问题。

发明内容

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于机器视觉的煤矿井下煤仓极限位置动态料位的检测装置，其特征在于：装置包括一个数字相机系统设备(1)、一个辅助照明系统设备(2)、一个光纤设备(3)、一个地面的监控终端(4)，其中数字相机系统设备(1)包括一个带有USB接口的工业数字相机及镜头(5)、一个USB与光纤转换设备(6)、一个带有透明拍摄窗口的密封罩(7)及其除尘装 置(8)、一个具有防爆功能的设备外壳(9)；数字相机与地面的监控终端提供USB接口，通过USB与光纤转换设备进行转接，数据信号采用光纤从检测系统装置连接至地面的监控终端，实现地面集控室的远程监控。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：具有防爆功能的设备外壳(9)固定在煤仓顶部，数字相机及镜头(5)和USB与光纤转换设备(6)安装于设备外壳(9)内；带有透明拍摄窗口的密封罩(7)及其除尘装置(8)固定在设备外壳(9)下部。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：设备外壳(9)采用圆筒形，上下截面带有法兰连接螺孔，均安装底板，上下底板采用带有胶垫密封的螺栓连接与圆筒形的外壳主体，其中上底板螺栓直接固定在煤仓顶部，上下底板均带有走线孔用于设备电缆走线，走线孔应在电缆铺设完成后使用符合煤矿井下防爆标准的防爆材料进行密封处理以隔断空气。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：数字相机及镜头(5)采用螺栓连接安装于下底板上，镜头向下完成拍摄。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：带有透明拍摄窗口的密封罩(7)采用半圆球形壳体，材料选用符合煤矿井下防爆标准的防爆材料，采用带有胶垫密封的螺栓连接至下底板，其中采用一组螺栓对装置设备外壳(9)的下部、下底板、密封罩进行连接。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：密封罩的除尘装置(8)为半圆形刷，形状与密封罩(7)的外壳吻合并紧贴其上，除尘装置(8)的动力机构采用本安防爆电机，安装于上下底板密封的设备外壳(9)内部，转动轴安装于密封罩(7)内。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：USB与光纤转换设备(6)采用USB延长器USB-444；延长器由近端延长器和远端延长器二部分组成；用USB线连接近端延长器和电脑主机，连接工业数字相机及镜头(5)到远端延长器，用单膜光纤连接近端延长器和远端延长器。

所述的检测装置，其特征在于，进一步包括：光纤设备(3)采用单模网络标准光纤10GBASE-EOS1。