[发明专利]一种皮带输送机多区域洒料检测系统及方法

权利要求书

1.一种皮带输送机多区域洒料检测系统的检测方法，所述的系统包括：用于采集皮带表面图像信息的摄像装置、用于设备通讯的交换机、用于对图像进行分析处理及存储的计算机系统以及提示报警信息的报警装置；所述的摄像装置用于捕获图像并通过工业以太网将采集的图像信息传输给交换机；所述交换机将获取到的图像信息输入到计算机系统；计算机系统将报警信息信号通过工业以太网传输给报警装置；

其特征在于，所述的方法包括如下步骤：

步骤1、采集针对皮带输送的图片，通过调用摄像装置的SDK文件对皮带表面图像进行获取；

步骤2、将采集的彩色图像转换为灰度图像，将三通道的图像转变为单通道的图像；

步骤3、在灰度处理后的图像上对皮带表面图像进行滤波去噪处理；

步骤4、在皮带边缘检测中，为了缩小检测的范围，先进行图像中ROI即感兴趣区域的选取：沿皮带运行方向，在皮带宽度的中间位置建立标准直线a0，在皮带跑偏最大边界位置建立标准直线a1，直线a0和直线a1的斜率为皮带运行方向；

当直线a1选取在皮带运行方向右侧时：线段AB为皮带空载时皮带边缘位置，线段O1O4为皮带空载时皮带中间位置，线段O2O3为皮带向右跑偏最大边界位置，NM为利用Hough直线检测在图像中识别ROI区域时识别检测到的皮带边缘；

当直线a1选取在皮带运行方向左侧时：线段A’B’为皮带空载时皮带边缘位置，线段O1O4为皮带空载时皮带中间位置，线段O2’O3’为皮带向左跑偏最大边界位置，N’M’为利用Hough直线检测在图像中识别ROI区域时识别检测到的皮带边缘；

步骤5、当直线a1选取在皮带运行方向右侧时：分别找出线段O1O4、AB、NM、O2O3的中点：C_中(X_中,Y_中)、C_i(X_i,Y_i)、C_限(X_限,Y_限)；X₀和X₁为线段NM的端点的横坐标，Y₀和Y₁为线段NM的端点的纵坐标；

当直线a1选取在皮带运行方向左侧时：C_中(X_中,Y_中)、C'_i(X_i',Y_i')、D_限(X_限',Y_限')分别为线段O1O4、A’B’、N’M’、O2’O3’的中点；X₀'和X₁'为线段N’M’的端点的横坐标，Y₀'和Y₁'为线段N’M’的端点的纵坐标；

步骤6、根 据C、C_i到C_中的距离D1、D2和C’、C_i’到C_中的距离D1’、D2’判断该皮带跑偏方向；

当直线a1选取在皮带运行方向右侧时：当D1D2时，皮带向运行方向右侧跑偏；当D1D2时，皮带向运行方向左侧跑偏；当直线a1选取在皮带运行方向左侧时：当D1’D2’时，皮带向运行方向左侧跑偏；当D1’D2’时，皮带向运行方向右侧跑偏；

步骤7、选取ROI区域，计算矩形O1O2O3O4皮带跑偏百分比μ为：

计算矩形O1O2’O3’O4皮带跑偏百分比μ为：

步骤8、对进行滤波处理后的灰度图片进行矩保持法二值化处理，将灰度图像转变为黑白图像；

步骤9、在处理后的黑白图像中绘制参考剖线图，即选取点C_限、D_限连接形成检测直线，得到该检测直线所有点的像素值，像素值为0代表皮带表面无物料，像素值为1代表皮带表面存在物料；

在物料位置判断过程中，参考剖线图左右两端形成的大面积无物料区域的宽度为d1、d2；

当物料分布偏离皮带中心线，发生洒料危险时，两端无物料区域的宽度直接反映出物料在皮带表面的分布区域；对宽度d1、d2分别设定报警值W1、W2，当d1W1或d2W2时，判断皮带存在着洒料的危险；

所述步骤3具体为：图像上使用3×3滤波窗口的中值滤波对皮带表面图像进行滤波去噪处理。