传输带跑偏检测预警系统技术方案

本发明专利技术公开了一种传输带跑偏检测预警系统。其中，该系统包括：传感器模块，用于获取传输带的热感应图像和可见光图像；图像处理模块用于对热感应图像和可见光图像进行一次处理；资源管理与图像预处理模块，用于对接图像处理模块并负责图像调度和系统资源管理，对热感应图像和可见光图像进行二次处理；神经网络单元，用于利用双模融合图像的检测模型、特征模型，并基于热感应图像和可见光图像生成的双模融合图像对传输带进行检测和预警；可编程I/O控制模块，用于接收神经网络单元的图像异常报警信息，输出可编程控制的I/O信号，根据接收到的传输带的跑偏报警信号对动力总成的运行进行调控。本发明专利技术解决了相关技术中的传输带跑偏检测容易受环境影响、检测效果差的技术问题。

Detection and warning system of belt deviation

【技术实现步骤摘要】
传输带跑偏检测预警系统
本专利技术涉及计算机视觉和工业自动化控制领域，具体而言，涉及一种传输带跑偏检测预警系统。
技术介绍
随着工业生产自动化进程的发展，传输带作为一种高效、便捷的物料自动化传输方式越来越被广泛的应用于煤电、矿山等工业生产领域。传送带又称输送带、传输带等，是一种广泛应用于工业生产、矿山生产等领域中物料输送自动化装置；通常由动力装置、传动滚筒、输送皮带、托辊等基本部件构成。在使用过程中由于安装误差、局部磨损、超长运行等原因导致输送皮带跑偏、脱带、断带等时常发生，轻则加速皮带局部老化、缩短使用寿命，重则由于局部过热造成事故及火灾隐患等，因此，对于传输带运行状态的智能监控和自动控制非常有必要。相关技术中，通常采用一种基于可见光视频分析实现的传送带跑偏检测技术，由可见光摄像机、视频传输网络、视频检测计算机、声光报警装置等构成。系统通过传送带正上方的可见光监控视频，采用可见光图像分析技术比对皮带边缘在传动滚筒上的位置变化，通过对多周期(不同分钟、小时、天等)皮带边缘变化识别和记录，当其变化值超过设定阈值时产生声光报警以提醒进行检修，以降低由于皮带跑偏、断带等可能造成的安全生产隐患。进一步地，目前通常架构为外接可见光摄像机+后端工控机的分体式架构，摄像机图像需要通过网线、光纤或USB线等将图像接入监控中心的工控机。工控机采用通用架构，仅CPU、GPU卡实际功耗就将超过300W，整体系统功耗最高达500W以上。普通工控机受各种配件的限制不仅体积大，而且采用了较多的风扇散热机构，因此，不利于在粉尘较多的热电、矿山等环境下工作。另外，现有技术中采用单一可见光相机+工控机模式的方式，只能在光线好的条件下对传输带运行的可见光图像进行清晰采集，并通过以太网、USB等传统传输方式接入到专用计算机及附属的PCI-E总线GPU卡进行分析，存在协议对接复杂、可靠性差等问题。单一可见光图像检测系统，完全依赖图像中对传输带边缘特征与传动滚筒边缘特征的比对分析，系统运行初期图像清晰度高、光线条件好的情况，系统尚可较好的完成通常检测需求；但随着运行时间加长，摄像机镜头逐步污损、图像锐度和清晰度降低后，系统检测能力大大降低、误报频率增加、实用性逐渐变差。针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种传输带跑偏检测预警系统，以至少解决相关技术中的传输带跑偏检测容易受环境影响、检测效果差的技术问题。根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种传输带跑偏检测预警系统，包括：传感器模块，用于获取所述传输带的热感应图像和可见光图像；图像处理模块，与所述传感器模块通信连接，用于对所述热感应图像和所述可见光图像进行一次处理；资源管理与图像预处理模块，与所述图像处理模块通信连接，用于对接图像处理模块并负责图像调度和系统资源管理，对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理；神经网络单元，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于利用双模融合图像的检测模型、特征模型，并基于所述热感应图像和所述可见光图像生成的双模融合图像对传输带进行检测和预警；可编程I/O控制模块，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于接收所述神经网络单元的图像异常报警信息，输出可编程控制的I/O信号，根据接收到的所述传输带的跑偏报警信号对动力总成的运行进行调控。可选地，所述传感器模块包括第一传感器和第二传感器，其中，所述第一传感器用于采集所述传输带的热感应图像，所述第二传感器用于采集所述传输带的可见光图像。可选地，所述图像处理模块包括获取单元和处理单元，其中，所述获取单元用于获取所述热感应图像和所述可见光图像的图像序列，所述处理单元用于对图像序列进行编码、压缩和输出。可选地，所述资源管理与图像预处理模块对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理包括以下至少之一：图像预处理、图像融合、图像标定。可选地，所述神经网络单元还用于部署深度神经网络识别算法，基于热感应图像和可见光图像对应的双模融合图像训练生成所述双模融合图像的检测模型、特征模型。可选地，所述神经网络单元用于基于所述双模融合图像对所述传输带运行过程中的热成像特征和可见光特征进行检测和报警。可选地，所述传输带运行过程中的热成像特征包括温度，所述传输带在预定时间周期内正常运行时的热成像特征的温度变化过程为：从T3依次变为T2、T1、T2和T3，其中，T1＜T2＜T3；所述传输带在预定时间周期内跑偏或偏轴运行时的热成像特征的温度变化过程为：从T6依次变为T5和T4或者从T4依次变为T5和T6，其中，T4＜T5＜T6；所述传输带在预定时间周期内紧固力大于预定阈值或运行时间大于时间阈值时的热成像特征的温度变化过程为：从T9依次变为T8和T9或者从T9依次变为T9和T9；所述传输带在预定时间周期内紧固力小于所述预定阈值时的热成像特征的温度变化过程为：从T8依次变为T8和T8或者从T8依次变为T7和T8，其中，T7＜T8＜T9。可选地，所述神经网络单元包括嵌入式神经网络处理器。可选地，所述第一传感器为热成像传感器，所述第二传感器为可见光传感器。可选地，所述调控包括以下至少之一：自动停机、减速。在本专利技术实施例中，该传输带跑偏检测预警系统包括：传感器模块，用于获取所述传输带的热感应图像和可见光图像；图像处理模块，与所述传感器模块通信连接，用于对所述热感应图像和所述可见光图像进行一次处理；资源管理与图像预处理模块，与所述图像处理模块通信连接，用于对接图像处理模块并负责图像调度和系统资源管理，对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理；神经网络单元，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于利用双模融合图像的检测模型、特征模型，并基于所述热感应图像和所述可见光图像生成的双模融合图像对传输带进行检测和预警；可编程I/O控制模块，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于接收所述神经网络单元的图像异常报警信息，输出可编程控制的I/O信号，根据接收到的所述传输带的跑偏报警信号对动力总成的运行进行调控，通过将热感应图像和可见光图像像素级融合、特征建模和图像特征变化分析，实现对传输带运行状态的实时监控预警、异常报警和智能联动控制，达到了准确检测传输带运行状态的目的，从而实现了适应更加复杂的应用场景，检测效果更佳的技术效果，进而解决了相关技术中的传输带跑偏检测容易受环境影响、检测效果差的技术问题。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1是根据本专利技术实施例的传输带跑偏检测预警系统的示意图；图2是根据本专利技术实施例的传输带跑偏检测预警系统应用场景的示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种传输带跑偏检测预警系统，其特征在于，包括：/n传感器模块，用于获取所述传输带的热感应图像和可见光图像；/n图像处理模块，与所述传感器模块通信连接，用于对所述热感应图像和所述可见光图像进行一次处理；/n资源管理与图像预处理模块，与所述图像处理模块通信连接，用于对接图像处理模块并负责图像调度和系统资源管理，对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理；/n神经网络单元，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于利用双模融合图像的检测模型、特征模型，并基于所述热感应图像和所述可见光图像生成的双模融合图像对传输带进行检测和预警；/n可编程I/O控制模块，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于接收所述神经网络单元的图像异常报警信息，输出可编程控制的I/O信号，根据接收到的所述传输带的跑偏报警信号对动力总成的运行进行调控。/n

【技术特征摘要】
1.一种传输带跑偏检测预警系统，其特征在于，包括：
传感器模块，用于获取所述传输带的热感应图像和可见光图像；
图像处理模块，与所述传感器模块通信连接，用于对所述热感应图像和所述可见光图像进行一次处理；
资源管理与图像预处理模块，与所述图像处理模块通信连接，用于对接图像处理模块并负责图像调度和系统资源管理，对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理；
神经网络单元，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于利用双模融合图像的检测模型、特征模型，并基于所述热感应图像和所述可见光图像生成的双模融合图像对传输带进行检测和预警；
可编程I/O控制模块，与所述资源管理与图像预处理模块通信连接，用于接收所述神经网络单元的图像异常报警信息，输出可编程控制的I/O信号，根据接收到的所述传输带的跑偏报警信号对动力总成的运行进行调控。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述传感器模块包括第一传感器和第二传感器，其中，所述第一传感器用于采集所述传输带的热感应图像，所述第二传感器用于采集所述传输带的可见光图像。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述图像处理模块包括获取单元和处理单元，其中，所述获取单元用于获取所述热感应图像和所述可见光图像的图像序列，所述处理单元用于对图像序列进行编码、压缩和输出。


4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述资源管理与图像预处理模块对所述热感应图像和所述可见光图像进行二次处理包括以下至少之一：图像预处理、图像融合、图像标定。


5.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡国忠，褚孝国，孙伟生，蔡焕捷，吴坤松，黄志远，林裕源，黄创宣，孙晓刚，张南，赵霞，洪利丰，乔桂，郭凯，周润洪，罗群峰，庄陈斌，
申请(专利权)人：华能国际电力股份有限公司汕头电厂，北京华能新锐控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44