[发明专利]一种基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法

说明书

一种基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法，属于无损检测领域。本发明旨在准确高效计算出钢丝绳芯输送带接头抽动量，实现对接头状况的判断。本发明使用迭代自适应阈值提取X光图像中的钢丝绳端头点，通过基于BRIEF描述符的匹配及优化，实现对钢丝绳端头点的一一对应；再通过基于基准点集的接头抽动测量方法，计算单个钢丝绳端头抽动量、钢丝绳上(下)端头平均抽动量和接头整体抽动量，检测并标识出异常钢丝绳端头的位置和变化量，实现对接头抽动的自动检测和综合判断。本发明所提出的算法高效且准确率高，实现了X光钢丝绳芯输送带接头抽动的自动综合检测，有益于预防重大断带安全事故，具有较大的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种基于X光图像的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法，具体涉及一种通过钢丝绳芯输送带接头X光图像匹配计算接头抽动量的方法，属于无损检测领域。

背景技术

钢丝绳芯输送带是以钢丝绳作为骨架材料的橡胶输送带，具有抗拉强度高、抗冲击、耐摩擦以及寿命长等优点，广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、化工等领域。在实际应用中，一条完整的钢丝绳芯输送带由若干段钢丝绳芯输送带通过硫化工艺搭接而成，搭接的部位称为钢丝绳芯输送带接头(简称为“接头”)。接头区域是整条钢丝绳芯输送带中抗拉强度最低、最为薄弱的部位，易出现接头抽动故障进而导致断带事故的发生。因此，及时准确地检测钢丝绳芯输送带接头状态十分必要。

X光探测技术是一种成熟的无损探测技术，具有直观、速度快、探测精度高等优点，所以近年来对钢丝绳芯输送带接头抽动故障的检测主要基于接头的X光图像上进行。但现有的接头抽动量检测方法存在着检测效率低、准确性较差等问题，依靠人工监控不容易判断微小变化且造成人力资源的浪费。综上所述，需要一种能够高效可靠判断接头抽动的自动检测方法。

发明内容

本发明提出了一种基于图像匹配的钢丝绳芯输送带接头抽动自动检测方法，目的是基于图像匹配的方法，利用钢丝绳芯输送带接头X光图像，准确计算接头抽动量以及判断接头状况，提高接头抽动检测的可操作性和准确性。本发明提出的方法包含以下步骤：

步骤1，将首次运行基于X光的钢丝绳芯输送带无损检测系统时采集的接头图像作为参考图像，再次采集的该接头图像作为待检测图像；

步骤2，对参考图像和待检测图像分别进行预处理，通过直方图均衡化进行图像增强后，使用高斯滤波进行降噪处理，得到预处理后的图像I；

步骤3，检测参考图像和待检测图像内下方非接头区域的钢丝绳数量M；

步骤4，使用钢丝绳端头点提取算法提取参考图像和待检测图像中的钢丝绳端头点；

步骤5，通过BRIEF描述算法进行特征描述，并使用汉明距离进行匹配，再利用匹配点之间的距离和匹配点连线的斜率进行约束，去除误匹配点，得到若干可靠匹配点对；

步骤6，使用分层的方法对步骤5的图像匹配结果进行优化；

步骤7，将可靠匹配点对作为基准点集，计算单个钢丝绳端头抽动量、钢丝绳上端头的平均抽动量、钢丝绳下端头的平均抽动量和接头整体抽动量；

步骤8，接头抽动判断，如果钢丝绳端头点抽动量比对应的钢丝绳端头平均抽动量大5则判定此钢丝绳端头为异常的钢丝绳端头，如果接头整体抽动量大于10则判定该接头发生了严重的接头抽动。

本发明所述步骤3检测参考图像和待检测图像中下方非接头区域钢丝绳数量M，方法如下：

输入一幅分辨率大小为m×n的接头图像，其中m表示每行有m个像素，n表示每列有n个像素，取接头图像最下方不含接头部位的m×20区域为检测部分，分为10个的块并使用OTSU算法阈值分割生成二值化图像，并进行反相处理；然后沿中间行由左向右检索不为零的点，并剔除距离前一个不为零的点小于3的点，得到的点的数量为非接头区域的钢丝绳数量M，约等于该接头图像中钢丝绳上端头的个数。