一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，其特征在于：至少包括：图像采集单元：图像采集单元包括摄像机和辅助光源，摄像机用于采集刮板运行情况的视频图像，辅助光源用于照亮刮板表面；数据处理单元：数据处理单元用于接收和处理摄像机输出的视频图像数据，当刮板机发生拉斜和断链停机时，存录现场视频画面，并发送故障报警信号；数据处理单元利用图像坐标系对摄像机输出的视频画面进行标注，人工在视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板；图像检测区域内设置虚拟标准线，虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行。该专利能够在刮板机运行过程中，检测出现刮板拉斜、断链迫使设备停机的故障。

【技术实现步骤摘要】
一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统
本专利技术涉及机器视觉应用
，特别是涉及一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统。
技术介绍
洗煤厂使用的链式刮板机，在生产运转时存在刮板拉斜、链条拉断迫使设备停机的问题。准确检测故障，及时发出报警，可以避免设备损坏，降低经济损失。目前刮板机的监控主要依靠工人巡检，这种传统工人巡检的办法耗费大量人力，并且处理效率比较低。近年来，随着科技的快速发展，有人提出采用机械和其他电子传感器来监测刮板机运行状态，例如，中国技术专利：专利申请号为CN200720173760.8，专利名称为：刮板机综合检测装置，但是通过实践过程发现：上述结构的刮板机综合检测装置存在结构复杂，使用过程繁琐的缺陷，同时也不利于安装维护。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统；该基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统能够在刮板机运行的过程当中，检测出现刮板拉斜、断链等迫使设备停机的故障。本专利技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，至少包括：图像采集单元：所述图像采集单元包括摄像机和辅助光源，所述摄像机用于采集刮板运行情况的视频图像，所述辅助光源用于照亮刮板表面；数据处理单元：所述数据处理单元用于接收和处理摄像机输出的视频图像数据，当刮板机发生拉斜和断链停机时，存录现场视频画面，并发送故障报警信号；所述数据处理单元利用图像坐标系对摄像机输出的视频画面进行标注，人工在所述视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板；在所述图像检测区域内设置虚拟标准线，所述虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行。进一步：所述数据处理单元包括：数据存储模块：所述数据存储模块用于存储所述图像检测区域和虚拟标准线的坐标数据，以及连续两帧实时采集的视频图像数据；数据接收模块：所述数据接收模块接收摄像机拍摄的视频数据；数据分析模块：所述数据分析模块提取所述图像检测区域内拍摄到的刮板边缘数据，与所述虚拟标准线数据进行比较，当刮板边缘与虚拟标准线不平行时，则确定刮板拉斜；比较当前接收到的一帧视频图像数据与保存的上一帧视频图像数据，如果两帧视频像素点数据差异小于N，则确定刮板机停止运行；如果两帧视频像素点数据完全相同，则确定所述图像采集单元采集的视频图像数据出现卡顿异常；N为自然数；信号输出模块：所述信号输出模块接收所述数据分析模块的分析结果，将相应的分析结果按照MODBUSTCP协议输出。进一步：所述图像采集单元安装于刮板机内部。进一步：所述数据分析模块提取所述图像检测区域内的图像，对图像进行图像边缘检测，统计所有边缘线段的角度直方图，取累积值最大的角度与所述虚拟标准线的角度进行比较，如果二者相差大于1°，则确定刮板拉斜，然后将检测结果输出给所述信号输出模块。本专利技术具有的优点和积极效果是：通过采用上述技术方案，与传统的工人巡检和其他电子传感器监测刮板机的现有技术相比较，本专利技术采用机器视觉来检测刮板的工作状态，具有节省人力的优点，同时能够实现远程控制、及时准确地报警，保证系统安全正常运行，防患于未然；上述结构的系统具有结构科学合理、易于安装维护、历史可追溯等特点。不仅避免了人力监护不及时，造成的设备损坏，还能为设备检修争取时间，提高生产的效率。附图说明：图1为本专利技术优选实施例的电路框图；图2为本专利技术优选实施例的结构图。具体实施方式为能进一步了解本专利技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹例举以下实施例，并结合附图详细说明如下：请参阅图1、一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，包括：图像采集单元：所述图像采集单元包括摄像机和辅助光源，摄像机用于采集刮板运行情况的视频图像，辅助光源用于照亮刮板表面，提高图像算法分割识别的准确性；数据处理单元：接收和处理所述图像采集单元采集的视频图像数据，当刮板机发生拉斜和断链停机时，存录现场视频画面，并发送故障报警信号。所述数据处理单元利用图像坐标系对图像采集单元的视频画面进行标注，人工在所述视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板；在所述虚拟检测区域内设置虚拟标准线，所述虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行；所述数据处理单元包括：数据存储模块：存储所述图像检测区域和虚拟标准线的坐标数据，以及连续两帧实时采集的视频图像数据；数据接收模块：接收所述图像采集单元的摄像机拍摄的视频数据；数据分析模块：提取所述图像检测区域内拍摄到的刮板边缘数据，与所述虚拟标准线数据进行比较，当刮板边缘与虚拟标准线不平行时，则确定刮板拉斜；比较当前接收到的一帧视频像素数据与保存的上一帧视频像素数据，如果两帧视频像素点数据差异小于N(N为经验获得的自然数)，则确定刮板机停止运行；如果两帧视频像素点数据完全相同，则确定所述图像采集单元采集的视频图像数据出现卡顿异常；信号输出模块：根据所述数据分析模块的结果，所述信号输出模块将相应的分析结果按照MODBUSTCP协议输出。刮板机异常状态检测方法，包括以下步骤：1、在刮板机内部安装所述图像采集单元；2、在所述数据处理单元的视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板，在所述图像检测区域内设置虚拟标准线，所述虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行，将所述图像检测区域和标准虚拟标准线的坐标信息存储在所述数据存储模块中；3、所述数据采集模块实时接收所述图像采集单元的摄像机拍摄的视频数据，并在所述数据存储模块中存储最新采集的连续两帧视频数据；4、所述数据分析模块提取所述图像检测区域内的图像，对其进行图像边缘检测，统计所有边缘线段的角度直方图，取累积值最大的角度与所述虚拟标准线的角度进行比较，如果二者相差大于1°，则确定刮板拉斜，然后将检测结果输出给所述信号输出模块；5、与所述刮板拉斜检测线程并行地，所述图像数据分析模块比较所述图像存储模块存储的连续两帧图形像素，如果两帧视频像素点数据差异小于N(N为经验获得的自然数)，则确定刮板机停止运行，如果两帧视频像素点数据完全相同，则确定所述图像采集单元采集的视频图像数据出现卡顿异常，然后将检测结果输出给所述信号输出模块；6、所述信号输出模块按照设定好的通信协议，将所述数据分析模块输出的检测结果进行编码，然后按照MODBUSTCP协议输出。如图2所示，本专利技术还公开了所述基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统图像采集单元的安装示意图。图2涉及刮板机结构：刮板机护罩顶板1，刮板机托板2，链式刮板3。所述图像采集单元结构包括：摄像机支架4，辅助光源支架5，摄像机6，辅助光源8。其中，摄像机安装俯仰角和辅助光源安装俯仰角是可调节的。刮板机护罩顶板1和刮板机托板2相互平行设置，摄像机支架4和辅助光源支架5安装于刮板机护罩顶板1的下表面，摄像机6安装于摄像机支架4上，辅助光源8安装在辅助光源支架5上。请参考图2，所述摄像机光轴与水平夹角应控制在40°-50°，如图2所示，摄像机拍摄范围7可以覆盖多块刮板。调整所述辅助光源俯仰角，使所述辅助光源有效光照范围9覆盖所述摄像机拍摄范围。以上对本专利技术的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本专利技术的较佳实施例，不能被认为用于限定本专利技术的实施范围。凡依本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，其特征在于：至少包括：图像采集单元：所述图像采集单元包括摄像机和辅助光源，所述摄像机用于采集刮板运行情况的视频图像，所述辅助光源用于照亮刮板表面；数据处理单元：所述数据处理单元用于接收和处理摄像机输出的视频图像数据，当刮板机发生拉斜和断链停机时，存录现场视频画面，并发送故障报警信号；所述数据处理单元利用图像坐标系对摄像机输出的视频画面进行标注，人工在所述视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板；在所述图像检测区域内设置虚拟标准线，所述虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行。

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，其特征在于：至少包括：图像采集单元：所述图像采集单元包括摄像机和辅助光源，所述摄像机用于采集刮板运行情况的视频图像，所述辅助光源用于照亮刮板表面；数据处理单元：所述数据处理单元用于接收和处理摄像机输出的视频图像数据，当刮板机发生拉斜和断链停机时，存录现场视频画面，并发送故障报警信号；所述数据处理单元利用图像坐标系对摄像机输出的视频画面进行标注，人工在所述视频画面中设置图像检测区域，所述图像检测区域内至少拍摄到两块刮板；在所述图像检测区域内设置虚拟标准线，所述虚拟标准线与拍摄到的刮板上表面最长边缘平行。2.根据权利要求1所述基于机器视觉的刮板机异常状态检测系统，其特征在于：所述数据处理单元包括：数据存储模块：所述数据存储模块用于存储所述图像检测区域和虚拟标准线的坐标数据，以及连续两帧实时采集的视频图像数据；数据接收模块：所述数据接收模块接收摄像机拍摄的视频数据；数据分析模块：所述数据分析模块提取...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁兴国，王家祥，谭琦，
申请(专利权)人：天津美腾科技有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12