基于视觉的皮带纵向撕裂检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种带式输送机皮带纵向撕裂检测方法，尤其设及一种基于视觉的非 接触式皮带纵向撕裂检测方法。
【背景技术】
[0002] 在煤矿生产中，带式输送机是最主要的运输工具之一，带式输送机在输送煤炭过 程中皮带纵向撕裂事故时有发生，如果发现不及时，会导致整条皮带撕裂损坏，造成巨大的 经济损失。目前检测皮带纵向撕裂的方法有：冲击检测法（检测皮带介质中冲击力传播）、 托漉异常受力检测（分析托漉受力的异常状况）、超声波法（检测皮带介质中超声波传 播）、压敏电阻法（检测皮带下方漏料情况）、嵌入法（在皮带中嵌入导电橡胶、光导纤维 等）等，另外还有基于线激光的图像检测法，上述检测方法或是在原理上有一定缺陷，或是 需要皮带撕裂较长才能检测到，或是成本较高，或是安装组件多、安装复杂，或是后期维护 繁琐等。
[0003] 需要一种解决或至少改善现有技术中固有的一个或多个问题的皮带纵向撕裂检 测方法。
【发明内容】
[0004] 因此本发明的目的在于提供一种基于视觉的皮带纵向撕裂检测方法，该方法采用 非接触式检测，检测灵敏高，成本低，设备组件少，易安装与维护。 阳〇化]根据一种实施例形式，提供一种基于视觉的皮带纵向撕裂检测方法，本发明提供 的技术方案如下：在皮带下方安装成像系统，成像系统光轴垂直于皮带非承载面，摄取清晰 皮带面图像K，对图像进行处理，包括如下步骤：
[0006] A.定义N条与皮带轴向近似一致的线段，所述线段定义为属于S=KXM中的元 素，其中M=巧0° -Φ，90° +Φ]Χ^定义了线段的方向和长度为设定的角度值；
[0007] Β.对其中的任一条线段U，计算与其正交的所有切线段，切线段用参数e，Lxt描 述，e为相邻切线段间距，Ipyt为切线段的半长，线段U将切线段均分；
[000引C.对于线段U的每一条切线段，W间距r进行采样，计算每个采样点处的灰度梯度 值，保留灰度梯度值大于设定阔值gi的采样点；累加保留下来的点的灰度梯度值，保留累加 值大于设定阔值gh的点，其中，gi，gh均为给定的参数，lghl>lgil;
[0009] 化用长度为Iwi的线元对线段u的所有切线段中累加值大于gh的点作形态学开 运算；
[0010] E.计算累加值大于gh的点数P; W11]F.计算距离线段U的距离小于σ的点数K，当f大于η时，判定皮带发生撕裂，否 贝1J，取Ν条线段中的另一条线段，重复步骤Β;其中，σ和η为给定的参数。
【附图说明】
[0012] 通过W下说明，附图实施例变得显而易见，其仅W结合附图描述的至少一种优选 但非限制性实施例的示例方式给出。
[0013] 图1为本发明方法的线段示意图。
[0014] 图2为本发明方法的切线段示意图。
[0015] 图3为本发明方法的检测原理示意图。
【具体实施方式】
[0016] 在皮带下方安装成像装置，成像装置光轴垂直于皮带非载物面，摄取清晰皮带图 像，图像大小为640 (宽度）X480 (高度）像素，图像宽度方向对应皮带宽度方向，高度方向 对应皮带轴向方向。在图像坐标系里，定义一个描述图像中线段的集合S=KXM，其中Κ= [0,X[0, ，X?。、为图像宽度方向最大像素坐标，X 为图像高度方向最大像素坐 标;Μ=巧0° -Φ，90° +Φ]Χ^定义了线段的方向和长度，其长度L定义为皮带发生最小 可检测纵向撕裂长度时在图像上的翦影长度，Φ为设定的角度值，取值为使线段方向近似 与皮带轴向方向一致；定义集合中的线段UeS，u= (Ci(u)，C2(u)，Θ(u)，L)，其中Ci(u)， C2(u)分别为线段u中屯、点在图像宽度方向和高度方向坐标，θ(u)为线段的方向，如图1所 示。定义切分线段U的切线段，切线段用参数e，r，Ipyt描述，e为相邻切线段间距，r为采 样切线段的点间距，Lyt为切线段的半长，如图2所示。检测原理如图3所示，图中示出了皮 带撕裂时的成像示意图及一条给定的线段和该线段的切分线段和检测到的不连续点。具体 处理步骤如下：
[0017] A.定义N条属于集合S的线段；
[0018] B.对其中的任一条线段U，计算与其正交的所有切线段；
[0019] C.对于线段U的每一条切线段，W间距r进行采样，计算每个采样点处的灰度梯度 值，保留灰度梯度值大于设定阔值gl的采样点；累加保留下来的点的灰度梯度值，保留累加 值大于设定阔值gh的点，其中，gi，gh均为给定的参数，lghl>lgil;
[0020] 化用长度为u的线元对线段u的所有切线段中累加值大于gh的点作形态学开 运算；
[0021] E.计算累加值大于gh的点数P;
[0022] F.计算距离线段U的距离小于σ的点数K，当言大于η时，判定皮带发生撕裂，否 贝1J，取Ν条线段中的另一条线段，重复步骤Β;其中，σ和η为给定的参数。
【主权项】
1. 一种基于视觉的皮带纵向撕裂检测方法，在皮带下方安装成像系统，成像系统光 轴垂直于皮带非承载面，摄取清晰皮带面图像K，对图像进行处理，其特征在于包括如下步 骤： A. 定义N条与皮带轴向近似一致的线段，所述线段定义为属于S=KXM中的元素，其 中Μ=[90° -Φ，90° +Φ]Χ?，定义了线段的方向和长度?，Φ为设定的角度值； B. 对其中的任一条线段u，计算与其正交的所有切线段，切线段用参数e，lMt描述，e为 相邻切线段间距，lMt为切线段的半长，线段u将切线段均分； C. 对于线段u的每一条切线段，以间距r进行采样，计算每个采样点处的灰度梯度值， 保留灰度梯度值大于设定阈值gl的采样点；累加保留下来的点的灰度梯度值，保留累加值 大于设定阈值gh的点，其中，gi，gh均为给定的参数，Ighl> |9」； D. 用长度为lMl的线元对线段u的所有切线段中累加值大于点作形态学开运算； E. 计算累加值大于gh的点数P; F. 计算距离线段u的距离小于σ的点数K，当大于τι时，判定皮带发生撕裂，否则， 取Ν条线段中的另一条线段，重复步骤Β;其中，〇和τι为给定的参数。
【专利摘要】本发明公开了一种基于视觉的皮带纵向撕裂检测方法，在皮带下方安装成像系统，成像系统光轴垂直于皮带非承载面，摄取清晰皮带面图像，在图像中选取方向与皮带轴向近似一致的N条线段，在每条线段邻域内检测不连续点，当不连续点数大于设定的阈值时，判定皮带发生纵向撕裂。该方法测量精度高，灵敏度高，设备简单、成本低，易安装和维护，非接触式检测，检测设备不会遭受磨损。
【IPC分类】B65G43/02
【公开号】CN105293002
【申请号】CN201510708601
【发明人】伍云霞, 孙继平
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2015年10月28日