本发明专利技术公开了一种螺旋输送装置物料状态监测方法及装置，所述方法包括视频采集，感兴趣区域图像序列获取，所述感兴趣区域包括参考区域及物料区域，第i帧变化图像计算，计算所述第i帧图像的时间域变化特征值及所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值，综合所述第i帧图像的时间域变化特征值及物料区域的空间域变化特征值，得到第i帧图像的物料状态结果，并通过统计分析多帧图像的物料状态结果，得到螺旋输送装置的物料状态。本发明专利技术通过参考区域的设置，“平衡/降低”物料区域像素值变化的贡献，提升了系统对环境变化的鲁棒性，更准确的评估“物料区域”的变化情况，实现了实时地、稳定地对装置物料状态进行跟踪检测。定地对装置物料状态进行跟踪检测。定地对装置物料状态进行跟踪检测。
【技术实现步骤摘要】
一种螺旋输送装置物料状态检测方法及装置
[0001]本专利技术涉及检测
，具体涉及一种螺旋输送装置物料状态检测方法及装置。
技术介绍
[0002]螺旋输送器是一种物料传送设备，主要用于均匀传送粉末、小颗粒状零件等，通常传送管道是封闭的，通过观察窗可以查看内部输送情况和检查物料状态。当物料输入充足时，螺旋输送器能源源不断的向下游节点输送物料，但当物料输入缺失时，现有的螺旋输送器并不能及时上报物料缺失信息，导致问题不能及时发现和解决，影响生产效率。
[0003]现有技术中，监管人员通过螺旋输送器的观察窗判断传送管道上是否有物料，过程需要消耗额外的人力成本，并且，依赖于人的经验以及其他主观因素，对物料状态检测结果标准差异较大；此外，还可以采用压力传感器对螺旋输送装置的传送管道的压力数据进行采集，通过分析压力数据，对传送管道的物料状态进行检测，压力传感器直接或者间接与物料接触，寿命较低。并且，压力传感器是接触式检测，只能稀疏式分布，无法实现密集型的全面监测。
技术实现思路
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种螺旋输送装置物料状态检测方法，其目的在于实时地、稳定地对螺旋输送装置的物料状态进行跟踪检测，由此解决无法全面、快速进行螺旋输送装置物料状态检测并稳定跟踪的技术问题。
[0005]第一方面，本专利技术提供一种螺旋输送装置物料状态检测方法，具体包括以下步骤：
[0006]S1、视频采集：采集螺旋输送装置的观察窗区域的视频；
[0007]S2、获取感兴趣区域图像序列：将所述视频转化为帧序列图像，截取所述帧序列图像中感兴趣区域，得到感兴趣区域图像序列；
[0008]S3、计算第i帧图像的变化图像：从所述感兴趣区域图像序列中提取连续的包括第i帧图像及第i帧图像之前的至少2帧图像，计算第i帧图像的变化图像；
[0009]S4、计算第i帧图像的变化特征值：根据第i帧图像的变化图像计算第i帧图像的变化特征值；
[0010]S5、判断第i帧图像的物料状态结果：根据第i帧图像的变化特征值，得到第i帧图像的物料状态结果；
[0011]S6、判断螺旋输送装置的物料状态：统计至少两帧感兴趣区域图像的物料状态结果，得到螺旋输送装置的物料状态。
[0012]进一步地，步骤S2，所述感兴趣区域包括参考区域及物料区域。
[0013]进一步地，所述物料区域为所述螺旋输送装置的传送管道上物料所在区域，所述物料区域为矩形，所述参考区域位于所述物料区域的外围与所述物料区域的对称设置。
[0014]进一步地，步骤S3，从所述感兴趣区域图像序列中提取第i帧图像、第i
‑
1帧图像、
第i
‑
2帧图像，计算第i帧图像与第i
‑
1帧的差值图像，得到第一差值图像，计算第i帧图像与第i
‑
2帧的差值图像得到第二差值图像，计算所述第一差值图像与所述第二差值图像之和，得到所述第i帧的变化图像。
[0015]进一步地，步骤S4，设定像素变化阈值、帧级像素变化阈值，计算所述第i帧图像的变化特征值，所述第i帧图像的变化特征值包括第i帧图像的时间域变化特征值、第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值。
[0016]进一步地，所述第i帧图像的时间域变化特征值的计算步骤为：
[0017]统计所述第i帧的变化图像中像素值大于所述像素变化阈值的所有像素点的数量，得到帧级像素变化数量；
[0018]当所述帧级像素变化数量＜所述帧级像素变化阈值时，所述第i帧图像的时间域变化特征值为0；
[0019]当所述帧级像素变化数量≥所述帧级像素变化阈值时，统计所述第i帧的变化图像中像素值大于所述像素变化阈值的所有像素点的像素均值，得到帧级像素变化率，所述第i帧图像的时间域变化特征值等于所述帧级像素变化率。
[0020]进一步地，所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值的计算步骤为：
[0021]统计所述第i帧的变化图像中的物料区域中像素值大于所述像素变化阈值的所有像素点数量，得到物料区域的帧级像素变化数量；
[0022]当所述帧级像素变化数量＜所述帧级像素变化阈值，则所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值为所述物料区域的帧级像素变化数量除以所述帧级像素变化阈值。
[0023]当所述帧级像素变化数量≥所述帧级像素变化阈值，则所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值为所述物料区域的帧级像素变化数量除以所述帧级像素变化数量；
[0024]进一步地，步骤S5，所述第i帧图像的物料状态结果的判断步骤为：
[0025]设定时间域变化阈值、空间域变化阈值；
[0026]当所述第i帧图像的时间域变化特征值＞时间域变化阈值且所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值＞空间域变化阈值时，得到第i帧图像的物料状态结果为“正常”；
[0027]当所述第i帧图像的时间域变化特征值≤时间域变化阈值或所述第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值≤空间域变化阈值时，得到第i帧图像的物料状态结果为“异常”。
[0028]进一步地，步骤S6，所述螺旋输送装置的物料状态判断步骤为
[0029]统计至少两帧所述感兴趣区域图像的物料状态结果；
[0030]当至少有一帧所述感兴趣区域图像的物料状态结构为“正常”，则所述螺旋输送装置的物料状态为“正常”；
[0031]当所述感兴趣区域图像的物料状态结果都是“异常”，则所述螺旋输送装置的物料状态为“异常”。
[0032]第二方面，本专利技术提供一种螺旋输送装置物料状态检测装置，包括：
[0033]视频采集模块：用于采集螺旋输送装置的观察窗区域的视频；
[0034]感兴趣区域图像序列获取模块：将所述视频转化为帧序列图像，截取所述帧序列图像中感兴趣区域，得到感兴趣区域图像序列；
[0035]变化图像计算模块：从所述感兴趣区域图像序列中提取连续的包括第i帧图像及第i帧图像之前的至少2帧图像，计算第i帧图像的变化图像；
[0036]变化特征计算模块：根据第i帧图像的变化图像计算第i帧图像的变化特征值；
[0037]物料状态单帧分析模块：用于根据所述第i帧图像的变化特征值，得到第i帧图像的物料状态结果；
[0038]物料状态多帧统计分析模块：用于统计分析至少两帧所述感兴趣区域图像的物料状态结果，得到螺旋输送装置的物料状态。
[0039]本专利技术的有益效果在于：
[0040](1)本专利技术利用机器视觉实时采集螺旋输送装置观察窗区域的图像集，通过分析感兴趣区域的图像特征对物料状态进行判断；将感兴趣区域设计为物料区域及参考区域，正常情况下，参考区域像素值几乎不变化，感兴趣区域(参考区域+物料区域)的变化主要由“物料区域的像素值变化”贡献；如果参考区域发生“大量像素值改变”，原因可能是光照环境发生了剧烈变化，通过参考区域设置“平衡/降低”物料区域像素值本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1、视频采集：采集螺旋输送装置的观察窗区域的视频；S2、获取感兴趣区域图像序列：将所述视频转化为帧序列图像，截取所述帧序列图像中感兴趣区域，得到感兴趣区域图像序列；S3、计算第i帧图像的变化图像：从所述感兴趣区域图像序列中提取连续的包括第i帧图像及第i帧图像之前的至少2帧图像，计算第i帧图像的变化图像；S4、计算第i帧图像的变化特征值：根据第i帧图像的变化图像计算第i帧图像的变化特征值；S5、判断第i帧图像的物料状态结果：根据第i帧图像的变化特征值，得到第i帧图像的物料状态结果；S6、判断螺旋输送装置的物料状态：统计至少两帧感兴趣区域图像的物料状态结果，得到螺旋输送装置的物料状态。2.根据权利要求1所述的一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述感兴趣区域包括参考区域及物料区域。3.根据权利要求2所述的一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，所述物料区域为所述螺旋输送装置的传送管道上物料所在区域，所述物料区域为矩形，所述参考区域位于所述物料区域的外围与所述物料区域的对称设置。4.根据权利要求1所述的一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，所述步骤S3为：从所述感兴趣区域图像序列中提取第i帧图像、第i
‑
1帧图像、第i
‑
2帧图像，计算第i帧图像与第i
‑
1帧的差值图像，得到第一差值图像，计算第i帧图像与第i
‑
2帧的差值图像得到第二差值图像，计算所述第一差值图像与所述第二差值图像之和，得到所述第i帧的变化图像。5.根据权利要求1所述的一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，所述步骤S4中，设定像素变化阈值、帧级像素变化阈值，计算所述第i帧图像的变化特征值，所述第i帧图像的变化特征值包括第i帧图像的时间域变化特征值、第i帧图像的物料区域的空间域变化特征值。6.根据权利要求5所述的一种螺旋输送装置物料状态监测方法，其特征在于，所述第i帧图像的时间域变化特征值的计算步骤为：统计所述第i帧的变化图像中像素值大于所述像素变化阈值的所有像素点的数量，得到帧级像素变化数量；当所述帧级像素变化数量＜所述帧级像素变化阈值时，所述第i帧图像的时间域变化特征值为0；当所述帧级像素变化数量≥所述帧级像素变化阈值时，统计所述第i帧的变化图像中像素值大于所述像素变化阈值的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李继凯，
申请(专利权)人：北京优创新港科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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