[发明专利]一种基于机器视觉的输送带撕裂检测方法

说明书

技术领域

本发明属于运输设备技术领域，具体地说，是涉及一种基于机器视觉的输送带撕裂检测方法。

背景技术

通用带式输送机主要由输送带、传动滚筒、拉紧装置、托辊机架、托辊轴

以及传动装置等几部分组成。胶带绕经两端滚筒后，用胶带卡子或硫化方法，将两头接在一起，使之成为闭环结构的输送带。输送带由上、下托辊轴支承着，由拉紧装置拉紧，具有一定的张力。当主动滚筒被电动机带动而旋转时，借助于主动滚筒与输送带之间的摩擦力带着输送带连续运转，从而将装到输送带上的载货从卸载滚筒处卸载。输送带作为整个输送机的关键设备，它的安全、稳定运行直接影响到生产作业。输送带撕裂是带式输送机的最常见故障，撕裂轻则会导致撒料、影响生产进度及损害输送带和相关机械设备，重则可能会引起矿井火灾、人员伤亡等严重事故。

输送带撕裂的可能原因包括：带式输送机的结构不尽对称；输送带的落料点落差大，锐利、坚硬的超长杂质容易在落料点插入输送带；转接溜槽小，易阻碍物料及杂质通过；等等。通常，由于托辊轴的支撑作用，输送带一旦撕裂，将会向中心处合并。目前常用的方法是在输送带下方安装传感器进行撕裂检测，这种技术的缺点主要是：传感器装在输送带下方，极易受损而失效，致使检测稳定性和可靠性低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于机器视觉的输送带撕裂检测方法，解决现有技术存在的稳定性及可靠性低的问题。

为达到上述发明目的，本发明采用下述技术方案予以实现：

一种基于机器视觉的输送带撕裂检测方法，包括下述步骤：

步骤a1、获取灰度图像

采集实时图像，获取实时图像的长度h、宽度w及灰度图像f₁(x,y)；(x,y)为灰度图像中像素点的位置，x∈[0,h-1]，y∈[0,w-1]；定义灰度图像中输送带的运行方向为沿灰度图像的长度方向；

步骤a2、边缘检测

利用边缘检测器检测灰度图像f₁(x,y)中包含的所有对象的边缘，获得边缘图像f₂(x,y)；

步骤a3、边缘滤波

采用基于形状和方向性的滤波模板M_q(s,t)对边缘图像f₂(x,y)进行滤波，得到与输送带运行方向相同的直线型边缘图像f₃(x,y)；对于给定的m和n，m＞n，(2m+1)和(2n+1)分别为滤波模板M_q(s,t)的长度和宽度，(s,t)为滤波模板M_q(s,t)的坐标位置，t∈[-n,n],s∈[-m,m]；

步骤a4、边缘标记

将直线型边缘图像f₃(x,y)中的所有边缘保持斜率不变、两端延长，使得所有边缘的长度均为h，将延长后的每条边缘均表示为一维向量，记为edgep_k(x_i)＝y_i；edgep_k表示第k段边缘，x_i表示边缘edgep_k上第i个边缘点的x坐标值，i＝1,2,…,h，y_i表示边缘edgep_k上第i个边缘点的y坐标值；

步骤a5、边缘距离计算

计算边缘标记后的任意两段边缘edgep_a、edgep_b间的距离d_ab(x_i)＝|edgep_a(x_i)-edgep_b(x_i)|，a,b∈k；

步骤a6、撕裂确定