基于计算机视觉的矿车装载量检测方法、系统及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于计算机视觉的矿车装载量检测方法、系统及装置，检测方法包括通过设置在检测点处的相机，获取装载矿车的图像，所述相机通过与其呈对射状态放置的光源补光；对所述图像进行预处理，查找边缘轮廓，得到矿车轮廓及矿石轮廓；基于所述矿车轮廓和矿石轮廓，拟合几何形状；计算所述几何形状的体积，结合矿石密度计算对应的矿石装载量。本发明专利技术基于图像处理技术，在矿车的行进过程中对车厢的装载图像进行采集处理，实现对矿车的装载体积、重量实现检测，不受轨道泥泞积水的影响，提供整体矿车运载量的准确计量。供整体矿车运载量的准确计量。供整体矿车运载量的准确计量。

【技术实现步骤摘要】
基于计算机视觉的矿车装载量检测方法、系统及装置


[0001]本专利技术涉及图像处理
，尤其是基于计算机视觉的矿车装载量检测方法、系统及装置。

技术介绍

[0002]在矿山的开采过程中，井下运输是生产过程中必不可少的一个环节，井下运输是指使用机械设备从采场的出矿点将矿石和废石运输到井底车场、箕斗井矿仓或地面的作业。根据不同的运输方式，可以将井下运输分为有轨运输和无轨运输两类。有轨运输常用的是电机车牵引矿车列车沿轨道运输；无轨运输则采用铲运机或前端装载机与地下矿用自卸式汽车或带式输送机配合运输。中国的地下开采金属矿山主要是采用这种运输方式。
[0003]井下有轨运输系统常常应用和涉及到承重计量，以用来测量生产重量，当前计量矿车车厢及散装货物等常常会应用到轨道衡来实现，轨道衡系统优点在于结构紧凑，紧固耐用，称重范围大。然后缺点也十分明显，如操作复杂、受干扰能力弱、误差较大、效率低、维护难度大等。特别是井下泥泞有水的环境，其使用寿命及准确程度上会大打折扣。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供了基于计算机视觉的矿车装载量检测方法、系统及装置，用于解决现有矿车装载量在特殊情况下测量准确性低的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用下述技术方案：
[0006]本专利技术第一方面提供了一种基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，所述检测方法包括以下步骤：
[0007]通过设置在检测点处的相机，获取装载矿车的图像，所述相机通过与其呈对射状态放置的光源补光；
[0008]对所述图像进行预处理，查找边缘轮廓，得到矿车轮廓及矿石轮廓；
[0009]基于所述矿车轮廓和矿石轮廓，拟合几何形状；
[0010]计算所述几何形状的体积，结合矿石密度计算对应的矿石装载量。
[0011]进一步地，所述光源和相机设置在矿车行进方向的两侧，在无矿车经过时，相机采集到曝光图像，在矿车经过时，相机采集到的未曝光区域为矿车图像。
[0012]进一步地，所述对所述图像进行预处理具体为：
[0013]对图像转换为灰度图，通过中值滤波去除图像中的椒盐噪声；
[0014]对处理后的图像进行直方图均衡化，并通过预设参数，进行图像的二值化处理，区分矿石遮挡区和非矿石遮挡区；
[0015]根据二值化结果，对图像进行形态学的腐蚀膨胀操作，填充所述矿石遮挡区的孔洞，形成连续的矿石遮挡区。
[0016]进一步地，所述查找边缘轮廓通过调用find contour函数实现。
[0017]进一步地，拟合的所述几何形状为台锥体。
[0018]进一步地，所述几何形状的体积计算具体为：
[0019]根据矿车轮廓的端点坐标，计算得到矿车的长度，并基于该长度确定矿车型号及当前矿车各尺寸信息，计算台锥体的椎体底面积，基于矿石轮廓的端点坐标，确定所述椎体高度；
[0020]将当前矿车装载体积与所述椎体体积的和作为台锥体的体积。
[0021]本专利技术第二方面提供了一种基于计算机视觉的矿车装载量检测系统，所述系统包括：
[0022]图像获取单元，通过设置在检测点处的相机，获取装载矿车的图像，所述相机通过与其呈对射状态放置的光源补光；
[0023]图像处理单元，用于对所述图像进行预处理，查找边缘轮廓，得到矿车轮廓及矿石轮廓；
[0024]图形拟合单元，基于所述矿车轮廓和矿石轮廓，拟合几何形状；
[0025]计算单元，用于计算所述几何形状的体积，结合矿石密度计算对应的矿石装载量。
[0026]进一步地，所述图像处理单元包括：
[0027]滤波子单元，用于对图像转换为灰度图，通过中值滤波去除图像中的椒盐噪声；
[0028]目标图像识别子单元，用于对处理后的图像进行直方图均衡化，并通过预设参数，进行图像的二值化处理，区分矿石遮挡区和非矿石遮挡区；
[0029]目标图像处理子单元，用于根据二值化结果，对图像进行形态学的腐蚀膨胀操作，填充所述矿石遮挡区的孔洞，形成连续的矿石遮挡区；
[0030]轮廓识别单元，用于查找边缘轮廓，得到矿车轮廓及矿石轮廓。
[0031]本专利技术第三方面提供了一种基于计算机视觉的矿车装载量检测装置，所述装置包括设置检测点的相机、光源和计算机，所述相机和光源设置在矿车运行方向的两侧，呈对射状态；所述计算机上设有权利要求7或8所述的检测系统。
[0032]本专利技术第四方面提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质中存储有计算机指令，所述计算机指令在所述检测系统上运行时，使所述检测系统执行所述检测方法的步骤。
[0033]本专利技术第二方面的所述矿车装载量检测系统能够实现第一方面及第一方面的各实现方式中的方法，并取得相同的效果。
[0034]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0035]本专利技术基于图像处理技术，通过摄像头代替人眼，在矿车的行进过程中对车厢的装载图像进行采集处理，实现对矿车的装载体积、重量实现检测，不受轨道泥泞积水的影响，同时能对矿车的车相类型、车箱数量实现判断，从而对不同种类的矿车运转情况实现统计，可单独用于矿车运载量的计算以及现有称重方式在特殊环境下的辅助运载量计算，提供整体矿车运载量的准确计量。
附图说明
[0036]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，对于本领域普通技术人员而
言，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。
[0037]图1是本专利技术所述装置实施例的结构示意图；
[0038]图2是本专利技术装置实施例检测点的俯视图；
[0039]图3是本专利技术所述方法实施例的流程示意图；
[0040]图4是本专利技术所述矿石体积求解分割示意图；
[0041]图5是本专利技术所述系统实施例的结构示意图；
[0042]图中，1矿车、2光源、3相机、4计算机。
具体实施方式
[0043]为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本专利技术进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本专利技术的不同结构。为了简化本专利技术的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本专利技术可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本专利技术省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本专利技术。
[0044]如图1所示，本专利技术实施例提供的基于计算机视觉的矿车装载量检测装置，检测装置包括光源2、相机3和计算机4；光源2和相机3设置在矿车1行进方向的两侧。
[0045]如图2所示，矿车1在轨道上前后运行，检测点位置上光源2安装于矿车1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，所述检测方法包括以下步骤：通过设置在检测点处的相机，获取装载矿车的图像，所述相机通过与其呈对射状态放置的光源补光；对所述图像进行预处理，查找边缘轮廓，得到矿车轮廓及矿石轮廓；基于所述矿车轮廓和矿石轮廓，拟合几何形状；计算所述几何形状的体积，结合矿石密度计算对应的矿石装载量。2.根据权利要求1所述基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，所述光源和相机设置在矿车行进方向的两侧，在无矿车经过时，相机采集到曝光图像，在矿车经过时，相机采集到的未曝光区域为矿车图像。3.根据权利要求1所述基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，所述对所述图像进行预处理具体为：对图像转换为灰度图，通过中值滤波去除图像中的椒盐噪声；对处理后的图像进行直方图均衡化，并通过预设参数，进行图像的二值化处理，区分矿石遮挡区和非矿石遮挡区；根据二值化结果，对图像进行形态学的腐蚀膨胀操作，填充所述矿石遮挡区的孔洞，形成连续的矿石遮挡区。4.根据权利要求1所述基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，所述查找边缘轮廓通过调用find contour函数实现。5.根据权利要求1所述基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，拟合的所述几何形状为台锥体。6.根据权利要求5所述基于计算机视觉的矿车装载量检测方法，其特征是，所述几何形状的体积计算具体为：根据矿车轮廓的端点坐标，计算得到矿车的长度，并基于该长度确定矿车型号及当前矿车各尺寸信息，计算台锥体的椎体底面积，基于矿石轮廓的端点坐标，确定所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：栾松义，王喆，王林，刘义伟，张子敬，马贺，
申请(专利权)人：山东工大中能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：