[发明专利]一种基于激光线的输送带纵向撕裂检测方法有效

专利信息
申请号: 201610244385.5 申请日: 2016-04-19
公开(公告)号: CN105692122B 公开(公告)日: 2017-12-08
发明(设计)人: 焦良葆;程勇;吴海涛;曹雪虹;肖洒 申请(专利权)人: 南京工程学院
主分类号: B65G43/02 分类号: B65G43/02
代理公司: 南京纵横知识产权代理有限公司32224 代理人: 董建林
地址: 211167 江苏*** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 基于 激光 输送带 纵向 撕裂 检测 方法
【说明书】:

技术领域

发明涉及一种基于激光线的输送带纵向撕裂检测方法,属于数字图像处理技术领域。

背景技术

钢丝绳输送带适用于煤矿、矿山、港口、电力、冶金、建材等行业要求防撕裂条件下的物料输送。输送带橡胶纵向内嵌钢丝绳,提高了输送带的抗横向撕裂的能力,但其抗纵向撕裂的能力较弱,容易被尖锐物体刺穿,加之输送带高速运转,这将会造成纵向长距离撕裂,造成巨大的经济损失。纵向撕裂检测方法很多,有导电体嵌入输送带检测法、托辊异常受力检测法、超声波法、冲击检测法。随着机器视觉技术的成熟和日臻完善,该技术已经运用到工业检测的各个领域,通过摄像机将待检测的对象转换为数字图像,对图像的特征加以提取、分析、识别,从而达到检测的目的。

发明内容

为解决现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种基于激光线的输送带纵向撕裂检测方法,对传送带激光线图像激光区域的中心线进行连线检测,多帧联合判断来识别传送带的纵向撕裂,解决现有的传送带纵向撕裂检测不便的问题。

为了实现上述目标,本发明采用如下的技术方案:

一种基于激光线的输送带纵向撕裂检测方法,其特征是,包括如下步骤:

1)通过曲线凹凸性的撕裂连线判断是否发生撕裂:

连接相邻各段激光线条纹中心线的相邻的2个端点作一条直线;

若该直线将所有的中心线分为两部分,则认为输送带在这两个端点之间产生了裂缝;若所有中心线基本上都位于该直线的一侧,则输送带在这两个端点之间正常;

2)通过曲线高差判断是否发生撕裂:

21)选取相邻两段激光线条纹的中心线L1、L2,其中,L1位于L2的左边,点M、N分别为曲线L1的右端点、L2的左端点,C点为过点M的水平直线与过点N的竖直直线的交点;

22)计算线段MN的长度dist,当dist在[5,20]中时,表明输送带有可能发生了撕裂;

3)计算激光线条纹的平均灰度值ave,记线段MN上像素点的个数为totalnum,线段MN上属于强光区域的像素点个数为num1,线段MN上不属于强光区域且灰度值小于等于0.8×ave的像素点个数为num2,线段MN上不属于强光区域且灰度值大于0.8×ave的像素点个数为num3;

当num1/totalnum≥0.8时,线段MN位于强光区域内;

当num2/totalnum≥0.8时,线段MN位于裂缝内;

当num3/totalnum≥0.8时,线段MN位于激光线条纹上;

4)根据以上三个步骤的结果进行判断,若以上三个步骤均能得出发生撕裂的结论,则判定输送带发生了纵向撕裂;

5)多张图像联合进行撕裂判断:

以步骤4)找到的撕裂故障点为圆形,依据经验值设置半径的圆形区域R作为故障区域,从当前帧开始,遍历当前帧的前20帧图像,检测其对应的故障区域中是否存在故障点;包括当前帧,若有num帧图像的故障区域内都存在故障点,则定义这些图像是连续的;

设变量K为允许中断的帧数,该变量表示当图像序列中K帧连续图像的故障区域中都没有检测到故障点时,认为这个图像序列是连续的;

设变量P为停机帧数,若连续的图像序列的帧数num大于P,则撕裂视觉检测系统使得皮带输送机停机;

设变量P1为报警帧数,若连续的图像序列的帧数num大于P1,则撕裂视觉检测系统会保存当前帧图像并报警。

前述的一种基于激光线的输送带纵向撕裂检测方法,其特征是,所述步骤1)中在判断该直线是否将所有的中心线分为两部分时,假设两条相邻的激光线条纹相邻的两个端点分别为A端点和B端点,步骤如下:

11)计算A端点和其左侧10个点的坐标均值得到A1点,计算B端点和其右侧10个点的坐标均值得到B1点;其中,点A1左侧中心点个数记为numl,点A1左侧位于直线L上方的中心点个数记为upnuml,点A1左侧位于直线L下方的中心点个数记为downnuml,点B1右侧中心点个数记为numr,点B1右侧位于直线L上方的中心点个数记为upnumr,点B1右侧位于直线L下方的中心点个数记为downnumr;

12)由A1点、B1点坐标计算出过这两点的直线的斜率k和截距b,则直线方程为y=kx+b;

将A1点左侧中心点的x坐标依次代入方程y=kx+b计算得到y值,并将y值减去同x坐标下中心线上的点的纵坐标值,得到差值distl;

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