[发明专利]一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统

说明书

本发明提供了一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，该方案包括激光发射器、荧光屏、CCD相机、罐道、罐笼、支架、LabVIEW软件和PC组成的变形诊断及其定位系统实时采集荧光屏上的光斑图像。解决的技术问题是：罐道的变形实时监测与定位问题。本发明的有益效果是：提供一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，使用CCD相机提取荧光屏上的激光斑点的图像特征，经过图像处理和像素质心计算，得到罐道横截面的变形及其对应位置，有效地解决了矿井刚性罐道大纵深多方向变形诊断及其定位难题，为矿井的安全维护提供可靠的参考。

技术领域

本发明涉及一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，属于矿井提升健康监测领域。

背景技术

罐道在矿井中有着重要的应用，罐道对罐笼起着限位和导向的作用。矿井的变形主要表现为与其固定在一起的罐道的变形，罐道的变形会造成提升阻力的增加，罐耳磨损增大，且这种变形不容易觉察到。当这种变形发展到一定的程度时，有可能发生卡罐或掉罐事故。因此，随时掌握罐道的变形和变形的位置是很有必要的。传统的罐道变形和变形的方法有倒垂线法检测、拉钢丝绳作为基准线法检测等。这些测量方法测量过程复杂、误差大、对人员依赖程度大。给矿井的安全维修带来诸多不便。为有效地解决矿井刚性罐道大纵深多方向变形诊断及其定位难题，本发明提出了一种基于机器视觉与激光融合的大纵深多方向矿井刚性罐道变形诊断及其定位技术，使用CCD相机提取荧光屏上的激光斑点的图像特征，经过图像处理和像素质心计算，同时得到罐道横截面的变形及其对应位置，并通过实验进行验证本方法的准确度和实时性。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，为矿井的安全维护提供可靠的参考。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，包括激光发射器、荧光屏、CCD相机、罐道、罐笼、支架、LabVIEW软件和PC组成的变形诊断及其定位系统实时采集荧光屏上的光斑图像，其中所述CCD相机是为提取荧光屏上的激光斑点的图像特征，经过图像处理和像素质心计算，得到罐道横截面的变形及其对应位置。

具体的技术方案是：在罐笼的顶板向上固定一台Imaging Source公司的DMK33G618CCD相机，在距离CCD相机镜头上方H处放置一台荧光屏，在矿井罐道正上方同一竖直面内以一定角度对称安装两台激光发射器，发射方向向下，间距为L₁、与竖直方向夹角都为θ；在对CCD相机进行标定，得到图像实际的物理信息；两台所述激光发射器发射出两束激光，在荧光屏上留下两个斑点，两个激光斑点之间的距离为l，当罐笼上下运动时，l的数值会随之变化；通过CCD相机实时采集两个斑点的运动图像，使用IMAQ Vision工具包对采集的光斑图像进行图像增强、阈值分割、图像匹配追踪和像素质心计算等处理，以在罐道顶端拍摄的两个激光斑点的原始图像作为参照，计算两个激光斑点的像素质心相对于原始图像中两个激光斑点的像素质心，在x和y方向上的位移△x和△y，对应了罐道在x和y方向上的变形情况；提取两个激光斑点的像素质心进行计算，得到两个斑点像素质心距离l变化的数值，进而通过三角函数计算出罐道变形的位置，其深度

d＝0.5(L₁-l)tanθ (1)

本发明具有以下的优点：

本发明涉及的用于测量刚性罐道变形及定位的装置，具体技术为一种基于机器视觉与激光融合的矿井刚性罐道变形诊断及其定位系统，使用CCD相机提取荧光屏上的激光斑点的图像特征，经过图像处理和像素质心计算，得到罐道横截面的变形及其对应位置，有效地解决了矿井刚性罐道大纵深多方向变形诊断及其定位难题，为矿井的安全维护提供可靠的参考。

附图说明

图1为本发明的整体装配示意图。