本实用新型专利技术公开了一种基于视觉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数字相机和报警器组成，安装在皮带下方，CCD数字相机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，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。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及一种带式输送机皮带纵向撕裂检测与报警装置，尤其设及一种基于视 觉的非接触式的皮带纵向撕裂检测与报警装置。
技术介绍
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。 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。
技术实现思路
因此本专利技术的目的在于提供一种基于视觉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。 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与报警装置，本发 明提供的技术方案如下:本专利技术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）、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，还用于控制报警器发出声音和闪烁亮 光，还用于对来自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;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;该装置安装在皮带下方，CCD数字相机光轴垂直皮带非承载面，CCD数字相机摄取 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。 本专利技术装置工作原理是：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。检测皮带纵向撕裂的方法为： 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 = K XM中的元素， 其中M= XL，定义了线段的方向和长度L，d)为设定的角度值；[000引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，lext描述， e为相邻切线段间距，Iext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，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 值大于设定阔值曲的点，其中，gi，gh均为给定的参数，Ighl > Igil; D.用长度为Isel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； E.计算累加值大于削的点数P;[001^ F.计算距离线段U的距离小于O的点数K，当大于Tl时，判定皮带发生撕裂，否则，取 N条线段中的另一条线段，重复步骤B;其中，O和n为给定的参数。 当判定皮带发生纵向撕裂时，触发报警器发生声音和闪烁亮光报警。【附图说明】 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。 图1为本专利技术装置结构示意图。 图2为本专利技术方法的线段示意图。 图3为本专利技术方法的切线段示意图。[001引图4为本专利技术方法的检测原理示意图。【具体实施方式】 参见图1，本专利技术装置由图像数据处理器、CCD数字相机饱括快口，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K邱Ier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 字相机采用化am微型相机，捕捉的图像通过MiPi-SCi输入到图像数据处理器，图像数据处 理器通过I 2C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。将装置安装在皮带下方，CCD数字相机光轴垂 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 获取的图像按如下进行方法处理： 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K= X ,Xmmax为图像宽度方向巧大像素坐t不，Xnmax为图像局度方向巧大像素坐t不;M = XL，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，4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11￡8，11=((31(11)，。2(11)，0(11)，1)，其中(31(11)，。2(11)分别为线 段U中屯、点在图像宽度方向和高度方向坐标，0(U)为线段的方向，如图2所示。定义切分线段 U的切线段，切线段用参数e，r，lext描述，e为相邻切线段间距，r为采样切线段的点间距，Iext 为切线段的半长，如图3所示。检测原理如图4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： A.定义N条属于集合S的线段； B.对其中的任一条线段U，计算与其正交的所有切线段； 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，9h均为给定的参数，I gh I > I gi I ; D.用长度为Isel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； 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O的点数K，当大于Tl时，判定皮带发生撕裂，否则，取N条线段中的另一条线段，重复步骤B;其中，O和n为给定的参数。 当判定皮带发生纵向撕裂时，触发报警器发生声音和闪烁亮光报警。【主权项】1.一种基于视觉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、报警器组成;所述的CCD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，还用于控制报警器发出声音和闪烁亮光，还用于对来自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;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;该装置安装在皮带下方，CCD数字 相机光轴垂直皮带非承载面，CCD数字相机摄取的图像大小为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，本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于视觉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、报警器组成；所述的CCD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，还用于控制报警器发出声音和闪烁亮光，还用于对来自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；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；该装置安装在皮带下方，CCD数字相机光轴垂直皮带非承载面，CCD数字相机摄取的图像大小为640像素×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。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：伍云霞，孙继平，
申请(专利权)人：中国矿业大学北京，
类型：新型
国别省市：北京;11
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