基于图像不连续点探测的皮带纵向撕裂检测与报警装置的制造方法
【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与报警装置，尤其设及一种基于图 像不点探测的非接触式的皮带纵向撕裂检测与报警装置。
【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图像不连续点探测的皮带纵向撕裂检测与 报警装置，该装置的检测方法是非接触式的，检测设备不会遭受磨损，检测灵敏高，成本低， 设备组件少，易安装与维护。
[0005] 根据一种实施例形式，提供一种基于图像不连续点探测的皮带纵向撕裂检测与报 警装置，本发明提供的技术方案如下:本发明装置由图像数据处理器、CCD数字相机(包括快 n，闪光灯和透镜）、液晶显示屏、报警器组成;所述的图像数据处理器是整个装置的核屯、， 用于对来自CCD数字相机的图像进行处理W识别皮带是否出现纵向撕裂，用于控制CCD数字 相机的快口开启与关闭，闪光灯开启与关闭和透镜位置调节，还用于控制液晶显示屏显示 撕裂的皮带图像;还用于控制报警器发出声音和闪烁亮光，还用于输出信号给皮带控制设 备，当皮带发生纵向撕裂时通过皮带控制设备控制皮带停止运行;所述的CCD数字相机安装 在皮带下方，其光轴垂直皮带非承载面，摄取的图像大小为640(宽度）X480(高度)像素，宽 度方向对应皮带宽度方向，高度方向对应皮带轴向方向；所述闪光灯用于CCD数字相机在拍 摄时提供光源;所述报警器在皮带发生纵向撕裂时发出声音和闪烁亮光报警;所述液晶显 示屏显示撕裂的皮带图像。
[0006] 本发明装置工作原理是：图像数据处理器控制CCD数字相机打开快口摄取皮带图 像时同时打开闪光灯W便有足够的光线摄取清晰的皮带面图像，对获取的图像按预先定义 的逻辑检测皮带是否发生纵向撕裂，如果皮带出现纵向撕裂则触发报警器发出声音和闪烁 亮光报警，液晶显示屏显示撕裂皮带图像，同时发出信号给皮带控制设备控制皮带停止运 行。检测皮带纵向撕裂的方法是：
[0007] A.将图像沿水平方向将竖直方向等间距切分；
[000引B.寻找每一条切线上的不连续点，所述的不连续点为灰度梯度值大于给定阔值且 符号相反、相邻但距离小于给定的阔值的两个点中的一个；
[0009] C.计算不连续点的平均坐标，计算不连续点的水平坐标方差，统计与平均水平坐 标差小于2倍方差的不连续点数K;
[0010] D.当f大于Tl时，判定皮带发生纵向撕裂，其余正常。P为所有不连续点数，n为给定 的参数。
【附图说明】
[0011] 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。
[0012] 图1为本发明装置结构示意图。
[OOK]图2为本发明方法的检测原理示意图。
【具体实施方式】
[0014] 参见图1，本发明装置由图像数据处理器、CCD数字相机(包括快口，闪光灯和透镜） 和报警器组成；图像数据处理器用Nvidia Tegra Kl处理器，它包含192核的Kepler图形加 速器GPU,2.2G化ARM Codex A15CPU和2GB RAM存胆器，因而结构紧凑简单，器件少，CCD数 字相机采用WFT-18忍片为图像传感器的数字相机，捕捉的图像通过图像数据处理的MIPI 端口输入到图像数据处理器，图像数据处理器通过I2C总线控制CCD数字相机的快口开启与 关闭，闪光灯开启与关闭和透镜位置;通过SPI总线控制报警器发出声音和闪烁亮光和将皮 撕裂的状态信息发送给皮带控制设备；液晶显示屏采用大小为8英寸，分辨率为1920 X 1200。将CCD数字相机安装在皮带下方，其光轴垂直皮带非承载面，工作时由图像数据处理 器控制CCD数字相机摄取皮带图像，图像大小为640(宽度）X480(高度)像素，宽度方向对应 皮带宽度方向，高度方向对应皮带轴向方向。对获取的图像按如下方法进行处理：
[0015] A.将图像水平切分，相邻切线间距为e，单位为像素（W下距离及长度单位均为像 素），如图1所示。
[0016] B.对每一条切线进行如下处理：
[0017] 1) W间距r进行采样，如图1所示，计算每个采样点处的灰度梯度值，若有N个采样 点，位置i处的梯度:g(i)=P(i+l)-p(i)ViE{l，2，N-l}，p(i)为位置i处的灰度值;选择灰 度梯度值大于gi和小于-gi的采样点，将其分别标记为1和-1，称为标记点，其它值的采样点 标记为0，其中91为给定的参数;gi根据经验给定。
[001引2)相邻距离小于Iregul、标记符号相同的标记点为一序列，将序列点的值累加，赋给 序列超始点，保留原标记符号，序列中的其它点标记0。其中Iregul为给定的参数，Iregul根据 经验给定。
[0019] 3)将距离小于Iregul标记符号相反的两个标记点的值相加，若大于等于0,其值赋给 标记为1的标记点，相应的点为标记点，若小于0,其值赋给标记为-1的标记点，相应的点为 标记点；
[0020] 4)保留值大于gh或者小于-抑的标记点，其中，削为给定的参数，Ighl > Igil ;
[0021] 5)寻找距离小于O的标记符号相反的两个相邻标记点，记标记符号为1的点为不连 续点，也可记标记符号为-I的点为不连续点，其中O为给定的参数；
[0022] C.计算不连续点的平均坐标，计算不连续点的水平坐标方差，统计与平均水平坐 标差小于2倍方差的不连续点数K;
[0023] D.当大于Tl时，判定皮带发生纵向撕裂，其余正常。P为所有不连续点数，n为给定
的参数。
[0024] 当皮带出现纵向撕裂则触发报警器发出声音和闪烁亮光报警，液晶显示屏显示撕 裂皮带图像，同时发出信号给皮带控制设备控制皮带停止运行。
【主权项】
1.一种基于图像不连续点探测的皮带纵向撕裂检测与报警装置，其特征在于：由图像 数据处理器、CCD数字相机、液晶显示屏、报警器组成;所述的CCD数字相机包括快门，闪光灯 和透镜;所述的图像数据处理器是整个装置的核心，用于对来自CCD数字相机的图像进行处 理以识别皮带是否出现纵向撕裂，用于控制CCD数字相机的快门开启与关闭，闪光灯开启与 关闭和透镜位置调节，还用于控制液晶显示屏显示撕裂的皮带图像;还用于控制报警器发 出声音和闪烁亮光，还用于输出信号给皮带控制设备，当皮带发生纵向撕裂时通过皮带控 制设备控制皮带停止运行；所述的CCD数字相机安装在皮带下方，其光轴垂直皮带非承载 面，摄取的图像大小为640像素 X 480像素，640表示图像宽度大小，480表示图像高度大小， 宽度大小对应皮带宽度方向成像大小，高度大小对应皮带轴向方向成像大小;所述闪光灯 用于CCD数字相机在拍摄时提供光源;所述报警器在皮带发生纵向撕裂时发出声音和闪烁 亮光报警;所述液晶显示屏显示撕裂的皮带图像。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于图像不连续点探测的皮带纵向撕裂检测与报警装置，该装置由图像数据处理器、CCD数字相机、液晶显示屏和报警器组成，CCD数字相机安装在皮带下方，光轴垂直皮带非承载面，图像数据处理器对皮带图像进行处理检测皮带是否发生纵向撕裂，如果皮带出现纵向撕裂则触发报警器发出声音和闪烁亮光报警，并在液晶显示屏上显示皮带撕裂图像，该装置的检测方法是非接触式的，检测设备不会遭受磨损，检测灵敏高，成本低，设备组件少，易安装与维护。
【IPC分类】B65G43/02
【公开号】CN205240617
【申请号】CN201520840506
【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5月18日
【申请日】2015年10月28日