基于卷积神经网络的斗齿脱落智能监测系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种基于卷积神经网络的斗齿脱落智能监测系统，本系统包括触发模块、图像采集模块、训练处理模块以及告警模块；触发模块包括毫米波雷达、激光测距仪、磁控行程开关、磁接近开关、智能压力控制器和控制端，当毫米波雷达、激光测距仪或智能压力控制器中任何一个采集到的参数在触发阈值范围内，或者磁控形成开关或电磁接近开关发出触发信号时，控制图像采集模块采集铲斗图像；训练处理模块基于训练模块进行训练，输出所述原始图像的斗齿数量；告警模块判断是否有斗齿缺失。本发明专利技术通过触发模块和图像采集模块的组合，能够对斗齿状态进行定点、定时、定距进行图像采集，然后基于卷积神经网络算法，形成处理速度快、精度高的识别效果。识别效果。识别效果。

【技术实现步骤摘要】
基于卷积神经网络的斗齿脱落智能监测系统及方法


[0001]本专利技术属于大型电铲/铲车施工领域，具体涉及一种基于卷积神经网络的斗齿脱落智能监测系统及方法。

技术介绍

[0002]目前，露天矿现场的主要开采工艺还是以穿、爆、采、运为主要的工作形态。大型露天矿铲装环节离不开大型电铲或者铲车。但是在装载矿石的过程中，由于长期在复杂环境中工作，会造成斗齿本身的断裂和个别斗齿的脱落。而脱落/断裂的斗齿会混入矿石一起装入矿车。若不能及时发现，脱落/断裂的斗齿会和矿石一起进入矿石破碎机。斗齿十分坚硬，一旦进入破碎系统，破碎机会被卡住，造成破碎机辊齿及减速系统等部件的损坏，影响工作流程，给企业造成极大的经济损失。近年来，因为铲车斗齿混入破碎系统造成经济损失达千万元。
[0003]目前电铲斗齿的丢失、磨损等故障还主要依靠人为观察，效率低，难以及时发现，影响工作效率。因此在铲车上安装斗齿脱落报警装置可以及时发现斗齿脱落，提醒施工人员立即采取措施，避免造成重大的经济损失。然而矿山环境恶劣，如何在恶劣环境中实现高效精确的监测，成为亟待解决的难题。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于卷积神经网络的斗齿脱落智能监测系统，其特征在于，本系统包括触发模块、图像采集模块、训练处理模块以及告警模块；其中，触发模块包括：固定于铲车上的毫米波雷达，使得铲斗空斗状态下斗杆完全处于毫米波雷达识别范围内；固定于铲车上的激光测距仪，用于测量与铲斗之间距离；固定于驾驶室开斗斗柄一侧并处于常开状态的磁控行程开关，与安装在斗柄上的磁铁相配合，当司机做出开斗动作时，磁控行程开关闭合，发出触发信号；固定于驾驶室开斗斗柄一侧并处于常开状态的电磁接近开关，当司机做出开斗动作时，电磁接近开关闭合，发出触发信号；安装于铲车至少一个液压设备上的智能压力控制器，用于采集液压设备压力值；设置在驾驶室内是控制端，用于接收和处理毫米波雷达、激光测距仪、磁控行程开关、电磁接近开关和智能压力控制器采集到的数据，调整图像采集模块的参数以及设定毫米波雷达、激光测距仪和智能压力控制器的触发阈值或范围，从而当毫米波雷达、激光测距仪或智能压力控制器中任何一个采集到的参数在触发阈值范围内，或者磁控形成开关或电磁接近开关发出触发信号时，控制图像采集模块采集铲斗图像；图像采集模块，安装在铲车上，使得触发信号发出时铲斗处于图像采集模块的可视范围内，采集原始图像；训练处理模块，包括：训练模块，基于图像分割算法的模型训练，对原始图像二值化后与掩膜图像对比，从而进行训练；基于目标检测算法的模型训练，使用labelme标注斗齿的包络点后进行训练；处理模块，基于训练模块的两种训练，输出所述原始图像的斗齿数量；告警模块，根据训练处理模块输出的斗齿数量，与实际斗齿个数相对比，判断是否有斗齿缺失。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：所述的告警模块设定了斗齿编号逻辑：根据不同设备斗齿总数量，设置一张全齿图像数据作为基准，对图像采集模块采集到的每张进入判定逻辑的图像数据中的每一个斗齿进行排序并做编号；设定了判定准入逻辑：设置斗齿总数量的置信度阈值范围，当处理模块输出的当前图像数据中斗齿的数量进入阈值范围内时，该图像进入判定逻辑，反之则将其作为无效数据进行剔除；设定了告警判定轮次及告警百分比阈值：在进入判定逻辑后，将被判定为斗齿缺失的图像数据做循环统计，当同一编号斗齿被判定缺失的图像数据个数占总判定轮次的百分比达到设定阈值时，系统做出告警。3.根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于：所述的告警模块设定了提醒功能，根据不同设备装车时间设置一次或多次提醒，通...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄刚，张建华，姜海博，莫乃笛，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：