[发明专利]一种基于图像处理的挡板升降高度的监控方法

说明书

本发明涉及一种基于图像处理的挡板升降高度的监控方法，包括设置在矿仓出矿口的挡板，挡板驱动电机驱动，在矿仓出矿口的工作平台上设有挡板升降高度的监控装置，所述的挡板升降高度的监控装置包括箱体、设置在箱体内的刻度盘、连杆升降装置、高清摄像设备和监控系统。其监控方法是图像采集；图像处理；计算测定的升降高度H；调整升降高度。本发明的优点是由于采用了高清图像设备和嵌入式图像处理器替代了现有技术对挡板高度检测和控制方法，高清摄像设备垂直照射刻度盘上，通过连杆与刻度盘角度变化，获得的连杆与x轴负向的夹角的图像，即为θ角的图像。且结构简单，操作方便，提高了高度判别的准确度。

技术领域

本发明属于物体监控定位技术领域，具体涉及一种基于图像处理的挡板升降高度的监控方法。

背景技术

矿仓阀门主要由驱动电机控制机械挡板的开启高度来控制给矿量的大小。因此，对于矿仓阀门机械挡板开启高度的准确检测和控制很有必要。迄今为止，国内外很多研究机构在挡板移动检测和控制这个领域做了大量的工作，但是存在检测技术过于复杂繁琐，成本偏高的问题。目前，利用电传感实现挡板高度检测的方法较为普遍，由于室外环境恶劣，反馈信号出现故障会有一定的概率，从而导致生产事故，因此亟需采用另外一种低成本、检测准确的测量方法补充或替代传统的检测方法，检测数据的失真又容易造成工业控制上的失误。因此研究开发结构简单、低成本、检测准确的机械挡板升降高度的监控装置及方法十分重要，具有实际意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、操作方便、监控精度高的基于图像处理的挡板升降高度的监控方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

本发明的一种基于图像处理的挡板升降高度的监控方法，其特征在于包括下列步骤：

1)图像采集

采用挡板升降高度的监控装置，进行图像采集，

所述的挡板升降高度的监控装置，包括设置在矿仓出矿口的挡板，所述的挡板由挡板驱动电机驱动做上下垂直运动，其特征在于：在矿仓出矿口的工作平台上设有挡板升降高度的监控装置，所述的挡板升降高度的监控装置包括箱体、设置在箱体内的刻度盘、连杆升降装置、高清摄像设备和监控系统，所述的刻度盘设置在箱体内后部，箱体的中轴线垂直穿过刻度盘的中心；所述的连杆升降装置包括连杆、滑环和连杆支点，所述的连杆一端与挡板连接，另一端穿过滑环与连杆支点滑动连接，所述的滑环和连杆支点设置在箱体内中部的中轴线上；所述的高清摄像设备设置在箱体内前部的中轴线上，所述的监控系统包括嵌入式图像处理器和PC端监控终端，所述的高清摄像设备通过数据传输线与嵌入式图像处理器的输入端相连接，嵌入式图像处理器的输出端通过通信系统模块与PC端监控终端连接，所述的PC端监控终端还与挡板驱动电机相连接；

挡板运动带动连杆运动，通过高清摄像设备采集刻度盘灰度图像；

所述的刻度盘灰度图像的采集是：以连杆支点处为直角坐标系的坐标原点(0,0)，当挡板为竖直运动时，连杆从连杆支点到x轴正向水平面的投影距离不变，而连杆与x轴正向的夹角θ是变化的，θ角和连杆与x轴负向的夹角为对顶角关系；刻度盘角度变化即为连杆在水平面上的角度变化，高清摄像设备垂直照射刻度盘上，获得的连杆与x轴负向的夹角的图像，即为θ角的图像；

2)图像处理

将采集的灰度图像传递给嵌入式图像处理器，通过滤波单元将接收的灰度图像进行中值滤波去除噪声干扰，通过图像形态学处理单元得到刻度盘上连杆与水平面的夹角θ；

3)计算测定的升降高度H

图像处理单元将夹角θ传递给嵌入式图像处理器的阈值处理单元，按照公式(1)进行计算：

H＝a×tan(θ)-b (1)