一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统技术方案

本发明专利技术提出了一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，该方法包括使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。该系统包括第一采集装置，设置在斗轮机大臂上；第二采集装置，设置在斗轮机车体的一端和/或另一端；处理单元，分别与第一采集装置和第二采集装置连接；显示装置，设置在斗轮机操作室内，并与处理单元连接；本发明专利技术提出的视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统能够更为精准的获取斗轮机实际的工作情况，避免危险发生。

【技术实现步骤摘要】
一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统
本专利技术涉及干煤棚内的斗轮堆取料机智能防护领域，特别是指一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统。
技术介绍
斗轮机又叫斗轮堆取料机，具有堆料和取料功能，是一种高效率连续装卸散料的大型机械设备。堆取料机广泛应用于大型散货港口、火力发电厂的储煤场、大型土方工程工地或大型钢铁厂的矿石煤炭原料场、大型水泥厂等地；通过斗轮机进行挖取堆放煤炭、沙石或焦炭等物料。堆取料机是由斗轮挖掘机演变而来的，可与卸车机、皮带输送机等组成储料场运输机械化系统，因其作业效率高，所以成为现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，并得到广泛应用。实际应用的过程中，斗轮机都是单台布置在一条轨道上操作运行的，但有时受地理环境限制，或为了合理高效地实现配煤，会在同一条轨道上布置两台或多台斗轮机进行作业；而这样做会存在如下问题：斗轮机在行走过程中，多个斗轮机之间的大臂可能会发生碰撞；或大臂会与其他障碍物发生碰撞；如在夜间工作时，受照明及视线限制，斗轮机车体与障碍物或行人会发生碰撞；现有技术中，斗轮机防碰撞方法大多需要结合斗轮机的行走数据和回转数据，而这些数据是通过编码器来获得的，但是由于堆取料机料场举例较长、轨道不平且粉尘较多等原因，一旦出现行走轮打滑现象，编码器数据就会出现不准确情况，在长时间运行中编码器存在误差积累，使数据出现偏差，导致系统出现错误判断；另一种方式是在斗轮机大臂上安装激光雷达等设备来检测周围是否有障碍物，以避免与障碍物发生碰撞，然而因料场地面不平、粉尘较大、大雾与光照等诸多恶劣气候均会对激光雷达发射的信号产生影响，故使得测量结果存在一定偏差；虽然在干煤棚外可以设置差分GPS定位来提高精度，但是在干煤棚内不易接收信号，造成定位效果降低，另外通过定位的方式整体成本也会增高。因此，一种能够定位精度高且成本合理的斗轮机防撞系统迫切需要。
技术实现思路
本专利技术提出一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，解决了上述现有技术中的问题。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种视频差分方法，包括：S1、使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；S2、对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；S3、提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。作为进一步的技术方案，所述S1步骤包括：使用三帧视频序列的灰度图像，以中间一帧为背景帧，将相邻两帧的灰度图像分别与背景帧图像进行差分。作为进一步的技术方案，所述S2步骤包括：对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行逻辑与运算。作为进一步的技术方案，所述S3步骤包括：提取两幅图像中前景图像的交集，得到两次目标轮廓提取的共同部分。本专利技术还提出了一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，包括：用于获取斗轮机大臂所处环境情况的第一采集装置，设置在斗轮机大臂上；用于获取斗轮机所在轨道上移动方向上的环境情况的第二采集装置，设置在斗轮机车体的一端和/或另一端；用于使用视频差分方法处理第一采集装置和第二采集装置采集的视频的处理单元，分别与第一采集装置和第二采集装置连接；显示装置，设置在斗轮机操作室内，并与处理单元连接。作为进一步的技术方案，还包括：报警装置，设置在斗轮机上，并与处理单元连接。作为进一步的技术方案，第一采集装置包括：安装杆，一端设置在斗轮机大臂上；第一摄像装置，设置在安装杆的另一端，且第一摄像装置与安装杆活动连接，且第一摄像装置能够在安装杆的一端调整角度。作为进一步的技术方案，第二采集装置包括：连接架，设置在斗轮机车体的一端和/或另一端；第二摄像装置，设置在连接架一端，并与处理单元连接；若干测距装置，设置在连接架的另一端，并与处理单元连接。作为进一步的技术方案，连接架包括：横杆，设置在斗轮机的一端和/或另一端；第一竖杆和第二竖杆，垂直设置在横杆两端；第三竖杆，设置在横杆的中线点，且与第一竖杆和第二竖杆相对设置。作为进一步的技术方案，若干测距装置为两个，两个测距装置分别设置在第一竖杆和第二竖杆的一端；第二摄像装置设置在第三竖杆的一端。本专利技术技术方案通过第一采集装置和第二采集装置同时运行获取斗轮机大臂及斗轮机车体情况，具体的通过视频差分方法提取斗轮机大臂及斗轮机车体情况，并将获取的情况经处理单元处理后反馈至显示单元，通过显示单元显示斗轮机大臂和斗轮机车体的情况，进而获取斗轮机实际工作的情况，不受环境限制，能够更为精准的获取斗轮机实际的工作情况，避免危险发生；具体的，通过第一采集装置和第二采集装置的配合，通过视频差分方法提取斗轮机大臂及斗轮机车体情况克服了大雾、粉尘等恶劣气候所产生的影响及地面不平等地理因素所产生的测量误差；与传统编码器防撞装置相比，克服了因斗轮机行走轮打滑而输出的行走数据或回转数据测量不准确现象；与差分GPS防护装置相比，解决了干煤棚内无法定位的情况，而且便于操作与使用；此外，触摸显示屏也可以直接看到发出警报的实时影像，便于观察处理。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术中一种视频差分方法的流程图；图2为本专利技术一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统中第一采集装置的结构示意图；图3为本专利技术一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统中第二采集装置的结构示意图；图4为本专利技术中处理单元的连接关系框图。图中：1-第一采集装置；11-安装杆；12-第一摄像装置；2-第二采集装置；21-连接架；22-第二摄像装置；23-测距装置；3-斗轮机大臂；4-斗轮机车体。具体实施方式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实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。如图1所示，本专利技术提出了一种视频差分方法，包括：第一步：使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；具体的，使用三帧视频序列的灰度图像，以中间一帧为背景帧，将相邻两帧的灰度图像分别与背景帧图像进行差分。第二步：对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；具体的，对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行逻辑与运算。第三步：提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。具体的，提取两幅图像中前景本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种视频差分方法，其特征在于，包括：/nS1、使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；/nS2、对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；/nS3、提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。/n

【技术特征摘要】
1.一种视频差分方法，其特征在于，包括：
S1、使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；
S2、对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；
S3、提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。


2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述S1步骤包括：
使用三帧视频序列的灰度图像，以中间一帧为背景帧，将相邻两帧的灰度图像分别与背景帧图像进行差分。


3.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述S2步骤包括：
对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行逻辑与运算。


4.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述S3步骤包括：
提取两幅图像中前景图像的交集，得到两次目标轮廓提取的共同部分。


5.一种使用如权利要求1-4任一项所述差分方法的适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，其特征在于，包括：
用于获取斗轮机大臂(3)所处环境情况的第一采集装置(1)，设置在所述斗轮机大臂(3)上；
用于获取所述斗轮机所在轨道上移动方向上的环境情况的第二采集装置(2)，设置在所述斗轮机车体(4)的一端和/或另一端；
用于使用视频差分方法处理所述第一采集装置和所述第二采集装置采集的视频的处理单元，分别与所述第一采集装置(1)和第二采集装置(2)连接；
显示装置，设置在所述斗轮机操作室内，并与所述处理单元连接。


6.如权利要求5所述的适用于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王艳春，尹新伟，乔支昆，胡月龙，陈婷，杨学鹏，张伟明，马晓伟，晁思洋，蔡勇雁，
申请(专利权)人：大唐环境产业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11