一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置及其检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置及其检测方法，包括上皮带、下皮带及导槽，物料经由上皮带进入导槽后，经由导槽传输至下皮带；所述导槽的上部设置有激光器，所述激光器正对着导槽接收物料的位置，并向着该位置发射激光线，形成激光覆盖区域；还设置有摄像头，所述摄像头拍摄所述激光覆盖区域的画面。应用本技术方案可实现通过图像处理方法分析激光线形状判断皮带转运站的落料口状态，进而判断是否发生堵塞，提前给予预警。提前给予预警。提前给予预警。

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置及其检测方法


[0001]本专利技术涉及基于激光线的皮带转运站堵料情况检测
，特别是一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置及其检测方法。

技术介绍

[0002]皮带输送是一种可靠、高效、经济的物料运输方法。在港口、火电、矿山等行业，皮带输送是一项最为重要的物料运输方法，相比集卡运输更为高效和经济。皮带输送通常为直线传输，当需要变更方向时通常通过皮带转运站进行转换。转运站通常为双层建筑结构，上皮带通往上面一层建筑，并通过转运站的落料口将物料落到下面一层另一条皮带实现转运。由于物料可能存在粘性大、潮湿、大块物料等情况，进而可能导致转运站的落料口发生堵塞的现象。转运站的落料口一旦发生堵塞，将直接导致物料泄漏到转运站，需要整条线路停机，并通过人工清除，直接影响到企业的生产作业。严重时因为堵料可能造成现场维护人员的人身安全。
[0003]皮带输送是港口、矿山、火电等企业运输煤炭、矿产的重要手段。由于皮带输送通常为直线传输，当需要做大角度的转向时需要通过皮带转运站进行转运。转运站通常是二层结构建筑，通过一定的落差高度，将上一条皮带的货物通过转运站的导槽下落到另一条皮带。为避免货物下落到另一条皮带上不发生撒料，导槽下面靠近下一条皮带的位置其宽度通常不能太大，加上可能存在货物潮湿、大块物料、上下皮带速度不匹配等情况，可能导致转运站的导槽发生堵料的风险。一旦发生堵料，需要立即停机手工清理，影响生产作业。现有的导槽通常也配有的堵料机械开关，通常在靠近下部安装堵料开关，一旦导槽的壁粘料，则会出发报警。但是由于导槽在下料过程中，可能会沾到槽壁，但并没有发生堵塞，也会造成报警，因此，这种方法误报率高。导致真正发生堵塞时无法及时得到处理。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置及其检测方法，实现通过图像处理方法分析激光线形状判断皮带转运站的落料口状态，进而判断是否发生堵塞，提前给予预警。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置，包括上皮带、下皮带及导槽，物料经由上皮带进入导槽后，经由导槽传输至下皮带；所述导槽的上方设置有激光器，所述激光器正对着导槽接收物料的位置，并向着导槽底部发射红色或绿色激光线，激光线在导槽底部形成激光线图案，反映导槽底部形状；还设置有摄像头，所述摄像头与激光器间隔设置，正对激光覆盖区域的画面；当导槽底部发生堵塞物料上升后，摄像头拍摄的激光线画面发生变化。
[0006]本专利技术提供了一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置的检测方法，采用了上述的一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置；具体包括以下步骤：
[0007]步骤1：通过摄像头获取待处理的RGB图像或视频流；
[0008]步骤2：将RGB图像或视频流转换为HSV色彩空间；
[0009]步骤3：设置红色激光线在HSV色彩空间中的色相范围、饱和度范围和亮度范围；
[0010]步骤4：对转换后的HSV图像进行像素点的筛选，找出符合条件的像素点；
[0011]步骤5：对符合条件的像素点进行连通域分析，得到红色或绿色激光线的位置和形状。
[0012]在一较佳的实施例中，步骤4具体包括：
[0013]步骤4.1：首先设置像素面积阈值，去除单独的像素点；通过形态学操作去除小的噪声点，而保留图像中较大的连通区域；
[0014]步骤4.2：对于图像中的边缘像素点，由于其周围像素点不完整，容易导致其被误判为激光线像素点；通过边缘算子来检测边缘，并去除边缘上的像素点；
[0015]步骤4.3：最后使用连通区域分析函数将像素点分为不同的连通区域，然后根据连通区域的大小和形状来判断是否为激光线像素点；对于图像中激光线像素点，其质心位置通常位于激光线的中心位置；通过计算激光线像素点的质心位置，去除不在激光线中心的误判点；激光线像素点的形状比较接近直线或弧线，计算激光线像素点的惯性矩，然后根据惯性矩的大小和形状来去除不符合条件的误判点。
[0016]在一较佳的实施例中，导槽激光线影像根据所处的位置不同分为三段，分别是左侧激光线l
a
、底部激光线l
b
和右侧激光线l
c
；通过不停迭代的方式同时拟合三段激光线和分类激光线的像素点；激光线像素点构成一个点的集合左侧激光点构成的点集称为同理，和分别表示底部和右侧激光点的集合；迭代地将划分为3个集合和并拟合对应直线l
a
、l
b
和l
c
，直到使每个集合中的点到相应直线的距离之和最小；目标是找到聚类满足
[0017][0018]其中函数f(p,l
i
)是点p到l
i
的距离，聚类的过程分为两步：分类和更新；分类步骤将中的点分类成和以使和中的点到对应直线l
a
、l
b
和l
c
的距离最小，
[0019][0020]更新步骤通过使用分类步骤得到的集合和来重新拟合直线l
a
、l
b
和l
c
，
[0021][0022]分类和更新步骤将交替进行，直到收敛或达到步数为止。
[0023]在一较佳的实施例中，在提取到激光线后，通过激光线坐标在图像中的位置判断堵料程度，判断逻辑如下：
[0024]根据上述步骤拟合的三段激光线交点和预设的报警阈值作为判断是否堵料的依据；三段激光线在影像中，l
a
和l
b
的交点定义为A，l
b
和l
c
的交点定义为B；提前设置三种报警阈值，以起到不同程度的提醒功能，TH1、TH2和TH3分别表示1级、2级和3级预警；当连续25帧
内均发生以下情况时将给出警报：A、B点越过TH3给出3级预警，表示物料开始堆积；当A、B点越过TH2，将给出2级预警，有堵料的风险应该预防堵料发生；若A、B点越过TH1，将给出1级预警，并要处理已经发生的堵料情况。
[0025]与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提出一种在转运站导槽的上部安装激光器，通过激光器的激光线打到导槽内部，在物料下落过程中，激光线会受物料在导槽的位置情况改变激光线形状。通过图像分析处理实时获取激光线的形状，进而判断转运站导槽内的堵料情况，做到提前准确预判。
附图说明
[0026]图1为本专利技术优选实施例的第一种激光器与摄像头部署方式；
[0027]图2为本专利技术优选实施例的摄像头捕获的激光线影像示意图；
[0028]图3为本专利技术优选实施例的导槽堵料后的情况示意图；
[0029]图4为本专利技术优选实施例的导槽堵料后的激光线影像变化示意图；
[0030]图5为本专利技术优选实施例的第二种激光器与摄像头部署方式；
[0031]图6为本专利技术优选实施例的激光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置，包括上皮带、下皮带及导槽，物料经由上皮带进入导槽后，经由导槽传输至下皮带；其特征在于所述导槽的上方设置有激光器，所述激光器正对着导槽接收物料的位置，并向着导槽底部发射红色或绿色激光线，激光线在导槽底部形成激光线图案，反映导槽底部形状；还设置有摄像头，所述摄像头与激光器间隔设置，正对激光覆盖区域的画面；当导槽底部发生堵塞物料上升后，摄像头拍摄的激光线画面发生变化。2.一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置的检测方法，其特征在于采用了上述权利要求1所述的一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置；具体包括以下步骤：步骤1：通过摄像头获取待处理的RGB图像或视频流；步骤2：将RGB图像或视频流转换为HSV色彩空间；步骤3：设置红色激光线在HSV色彩空间中的色相范围、饱和度范围和亮度范围；步骤4：对转换后的HSV图像进行像素点的筛选；步骤5：对符合条件的像素点进行连通域分析，得到红色或绿色激光线的位置和形状。3.根据权利要求2所述的一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置的检测方法，其特征在于，步骤4具体包括：步骤4.1：首先设置像素面积阈值，去除单独的像素点；通过形态学操作去除小的噪声点，而保留图像中较大的连通区域；步骤4.2：对于图像中的边缘像素点，由于其周围像素点不完整，容易导致其被误判为激光线像素点；通过边缘算子来检测边缘，并去除边缘上的像素点；步骤4.3：最后使用连通区域分析函数将像素点分为不同的连通区域，然后根据连通区域的大小和形状来判断是否为激光线像素点；对于图像中激光线像素点，其质心位置通常位于激光线的中心位置；通过计算激光线像素点的质心位置，去除不在激光线中心的误判点；激光线像素点的形状比较接近直线或弧线，计算激光线像素点的惯性矩，然后根据惯性矩的大小和形状来去除不符合条件的误判点。4.根据权利要求3所述的一种基于激光线的皮带转运站堵料检测装置的检测方法，其特征在于，导槽激光线影像根据所处的位置不同分为三段，分别是左侧激光线l
a...

【专利技术属性】
技术研发人员：江磊，郭恩特，陈锋，
申请(专利权)人：福建蔚视科技有限公司，
类型：发明
国别省市：