[发明专利]一种输送带纵向撕裂视觉检测与预警的系统及应用方法

权利要求书

1. 一种输送带纵向撕裂视觉检测及预警系统，其特征在于是一种用红外视觉传感器系统同步采集输送带下部用以检测纵向撕裂的红外图像以及输送带上部用以检测危险源的红外图像，将采集到的红外图像传输到基于ARM架构的嵌入式系统平台下，用实现安装好的红外图像处理软件对红外图像进行处理，一旦判定处理后的红外图像存在危险源或发生纵向撕裂，立即发出警报的系统，该系统包括：第一红外视觉传感器（A）、第二红外视觉传感器（B）、第三红外视觉传感器（C）、第四红外视觉传感器（D）、上防爆护罩（1）、下防爆护罩（2）、上防爆云台（3）、下防爆云台（4）、防爆控制箱（5）、基于ARM架构的嵌入式系统平台（6）、CAN总线（7）和支架（8），第一红外视觉传感器（A）、第二红外视觉传感器（B）、第三红外视觉传感器（C）、第四红外视觉传感器（D）为相同传感器，第一红外视觉传感器（A）位于防爆护罩（1）内通过CAN总线（7）与基于ARM架构的嵌入式系统平台（6）连接，ARM架构的嵌入式系统平台（6）由S3C2440、6个USB HOST、SDRAM 64MB、NAND FLASH Memory 64MB、LCD显示屏8英寸液晶屏分辨率640×480、时钟及复位电路、电机驱动模块和ADC组成，上防爆护罩（1）安装在上防爆云台（3）上，构成红外视觉传感器组件（α），红外视觉传感器组件（α）安装于距离输送带上方1m-1.5m支架（8）上，由第二红外视觉传感器（B）、第三红外视觉传感器（C）和第四红外视觉传感器（D）按照1×3矩阵并排安装，构成红外视觉传感器阵列（γ），红外视觉传感器阵列（γ）位于下防爆护罩(2)内通过CAN总线(7)与基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)连接，下防爆护罩(2)安装在的下防爆云台(4)上，构成阵列组件（β），阵列组件（β）安装于位于煤仓落料口处下输送带的下方沿输送带运行方向略靠后的输送带大架上，基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)操作系统为Linux，内装有红外图像处理软件，安装在防爆控制箱(5)中，防爆控制箱(5)安装在巷道壁上，防爆壳体按照国家煤矿安全标准GB3836.2-2000设计，电气部分采用符合《煤矿安全规程》要求的本安型国家标准GB3836.4-2000设计，

供电系统：基于ARM架构的嵌入式系统平台：+5VDC

          四个红外视觉传感器：+12VDC

测温范围：-40℃-120℃

工作温度：-40℃-60℃

检测准确率：98%

像素：320×240

测量精度：±2℃

成像帧频：30帧/s

输送带宽度：0.6-2.4m

检测输送带运行速度：≤6m/s

防爆标准：GB3836.2-2000    GB3836.4-2000。

2.权利要求1所述一种输送带纵向撕裂视觉检测及预警系统的应用方法，其特征在于，第一红外视觉传感器(A)采集输送带上部的危险源红外图像，成像帧频为30帧/s，采集到的图像传送到基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)，由事先安装好的红外图像处理软件对红外图像进行处理，进行危险源判定①，利用煤类物质与非煤类物质红外波长的不同，采集到红外图像不同的原理，通过红外图像处理软件进行图像识别，并输出判定值，0值表示未发现危险源，1值表示发现危险源,；红外视觉传感器阵列(γ)采集输送带下部的纵向撕裂红外图像，进行纵撕事故判定②，将成像帧频均降为10帧/s，第二红外视觉传感器(B)、第三红外视觉传感器(C)、第四红外视觉传感器(D)分别将采集到的红外图像传送到基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)，由事先安装好的红外图像处理软件计算该帧红外图像每个像素点的温度情况，并将计算结果保存在基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)的缓存中，第二红外视觉传感器(B)、第三红外视觉传感器(C)、第四红外视觉传感器(D)异步工作，依次对运行中的输送带进行红外图像采集，分别将每帧采集到的红外图像与上一帧对应红外传感器采集的红外图像的像素点温度进行对比，取N1、N2、N3表示三台红外图像传感器的红外图像变化系数，初值设为0，当同一像素点温度变化大于2℃，对应红外图像传感器的红外图像变化系数累加1，若连续5帧红外图像变化系数没有改变，对应变化系数重置为0，当N1、N2、N3中有2个变化系数大于等于10，纵撕判定②输出值为1，否则输出值为0，对危险源判定①和纵撕事故判定②的输出结果进行或运算，运算结果为0不做任何处理，运算结果为1，基于ARM架构的嵌入式系统平台(6)发出警报， LCD显示屏显示引起判定输出结果变为1的图像，显示的危险源判定的红外图像为识别到有非煤类物质的那帧图像；显示的纵撕判定的红外图像为第二个变化系数变为10时的红外图像,设置纵撕事故判定②的优先级高于危险源判定①的优先级，若①②输出结果同时为1，显示纵撕事故判定②对应的红外图像。