一种皮带集控系统技术方案

本发明专利技术涉及图像数据处理技术领域，具体涉及一种皮带集控系统，包括：采集图像，提取图像中的设备直线边缘线段；获取设备直线边缘线段受光照不均匀影响的程度以及调整系数因子，基于设备直线边缘线段的长度和调整系数因子获得形态学顶帽变换结构元素尺寸大小的调整系数；根据调整系数获得的结构元素尺寸大小自适应的形态学顶帽变换算法，进行图像的增强处理以及皮带的集中控制。本发明专利技术解决了形态学顶帽变化的结构元素大小的自适应问题，大大提高了对图像细节增强效果，并防止了图像边缘被破坏。坏。坏。

【技术实现步骤摘要】
一种皮带集控系统


[0001]本专利技术涉及图像数据处理
，具体涉及一种皮带集控系统。

技术介绍

[0002]我国煤矿大多采用了皮带运输机，随着计算机技术和通信技术的发展，皮带运输系统经过视频、声音、广播、人员定位等现代化功能的升级改造，呈现出一套集实时监测、就地显示、语音报警、远程控制于一体的煤流运输集中控制系统，实现了降低煤矿事故率、缩短故障处理时间以及提高煤矿生产效率的技术目标。为了实现对皮带运输煤矿过程中的情况结合图像监测进行集控，目前会对煤矿井下的皮带进行视频监控，然而由于煤矿井下照度低、强光干扰多会导致监控视频图像光照不均匀，容易出现目标检测失误等问题，从而无法有效的观察矿井内部状态，无法及时做出反馈，影响皮带运输机的全自动化控制。
[0003]因此对于获取的皮带运输时的监控视频图像，需要利用图像处理技术进行增强处理，避免视频图像中的照度不均问题，目前图像处理技术中去除光照不均匀时，常用的方法为形态学顶帽变换，但当形态学结构元素形状不变时，结构元素尺寸较小会导致去除不均匀光照的效果较差，而结构元素尺寸较大会对图像本身造成较大的影响。
[0004]本专利技术通过分析煤矿井下灰度图像的特征，自适应选取所需的结构元素尺寸进行形态学顶帽变换，获取高质量的煤矿井下灰度图像，保障集控系统获取数据的准确性，实现皮带运输机的集中控制。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供一种皮带集控系统，以解决现有的问题。
[0006]本专利技术的一种皮带集控系统采用如下技术方案：本专利技术一个实施例提供了一种皮带集控系统，该系统包括以下模块：图像采集模块：利用监控摄像机采集煤矿井下图像；图像分析模块1：获取图像暗区域中符合线性的设备直线边缘线段，统计所有符合线性的设备直线边缘线段上像素灰度值的种类数量，获得关于像素灰度值的种类数量的符合线性的设备直线边缘线段集合，记为第一集合，计算第一集合中所有符合线性的设备直线边缘线段的灰度值的种类数量的均值，记为第一阈值，获取第一集合中所有像素灰度值的种类数量大于第一阈值的符合线性的设备直线边缘线段集合，称为沿巷道方向受光照影响的边缘线段，记为第二集合；获取第二集合中边缘线段的灰度值和灰度值频率，并根据灰度值和灰度值频率获得灰度值的影响程度因子和拟合直线斜率，根据影响程度因子和拟合直线斜率获得沿巷道方向受光照影响的边缘线段的受光照不均匀影响的程度；图像分析模块2：利用设备直线边缘线段的平移操作获取设备直线边缘线段与相邻侧区域的灰度均值，并计算设备直线边缘线段与相邻侧区域的灰度均值之间的差异，获得灰度均值差异因子，根据灰度均值差异因子和受光照不均匀影响的程度获得调整系数因
子；将沿巷道方向受光照影响的边缘线段的像素点数量记为可信度；根据设备直线边缘线段的调整系数因子和可信度获得形态学顶帽变换的结构元素尺寸调整系数，再根据结构元素尺寸调整系数获得结构元素尺寸以及可根据图像调整尺寸大小的形态学顶帽变换结构元素；图像处理模块：利用可根据图像调整结构元素尺寸大小的形态学顶帽变换结构元素对煤矿井下不均匀光照图像进行处理校正，获得处理校正后的图像；图像控制模块：根据改进后形态学顶帽变换算法处理的结果图像得到准确的监控视频数据，实现皮带运输机的集中控制。
[0007]进一步的，所述第一集合，获取方法如下：利用监控摄像机采集煤矿井下灰度图像，利用Canny边缘检测以及霍夫直线检测获取暗区域中符合线性的设备直线边缘线段，统计所有符合线性的设备直线边缘线段上像素灰度值的种类数量，获得关于像素灰度值的种类数量的符合线性的设备直线边缘线段集合，记为第一集合。
[0008]进一步的，所述受光照不均匀影响的程度，获取方法如下：统计第二集合中各元素对应的边缘线段的灰度值种类数量和灰度值出现的频率，以灰度值大小和灰度值出现频率作为横纵坐标的样本点集，利用最小二乘法拟合样本点集的直线，获得拟合直线以及拟合直线斜率；将第二集合中各元素进行归一化处理，获得影响程度因子；计算影响程度因子与拟合直线斜率的乘积，作为受光照不均匀影响的程度。
[0009]进一步的，所述调整系数因子，获取方法如下：将沿巷道方向受光照影响的边缘线段沿其垂线方向，向两侧平移一个像素点距离，计算沿巷道方向受光照影响的边缘线段和移动后相邻侧设备直线边缘线段上像素点的灰度均值，记沿巷道方向受光照影响的边缘线段的灰度均值为第一均值，移动后相邻侧设备直线边缘线段上像素点的灰度均值为第二均值和第三均值，将第二均值和第三均值中的最小值记为第四均值；根据第一均值与第四均值的差值绝对值获得灰度均值差异因子；将受光照不均匀影响的程度与灰度均值差异因子的乘积作为沿巷道方向受光照影响的边缘线段所需结构元素尺寸的调整系数因子。
[0010]进一步的，所述结构元素尺寸调整系数，获取方法如下：其中，可信度表示煤矿井下灰度图像中暗区域内第j个符合沿巷道方向的设备直线边缘线段的长度，即该设备直线边缘线段上的像素点数量，调整系数因子表示煤矿井下灰度图像中暗区域内第j个符合沿巷道方向的设备直线边缘线段所需结构元素尺寸的
调整系数因子；表示结构元素尺寸调整系数，J表示暗区域内符合沿巷道方向的设备直线边缘线段的数量。
[0011]进一步的，所述结构元素尺寸，获取方法如下：将结构元素尺寸调整系数乘以常数8作为可调整尺寸因子；其中，表示该煤矿井下灰度图像所需结构元素尺寸的调整系数，表示向下取整，记常数8为可调整尺寸因子，常数3为基础尺寸，K表示结构元素尺寸。
[0012]进一步的，所述监控视频数据，获取方法如下：利用所述结构元素尺寸大小的形态学顶帽变换结构元素对所采集煤矿井下灰度图像进行形态学顶帽变换处理，对图像进行校正增强，获得处理校正后的煤矿井下灰度图像以及监控视频数据。
[0013]本专利技术的技术方案的有益效果是：本专利技术通过阈值分割获取需要增强的图像暗区域，结合设备边缘的线性特征，获取受不均匀光照影响的沿巷道方向分布的设备直线边缘线段，分析各设备直线边缘线段本身特征和其背景的对比特征，获取各设备直线边缘线段所需结构元素尺寸的调整系数，进而对形态学顶帽变换的结构元素尺寸进行自适应调节，获取最佳的结构元素尺寸，利用改进后自适应结构元素尺寸的形态学顶帽变换，对煤矿井下不均匀光照图像进行校正的过程中增强光照不充分区域内的细节信息，并防止图像边缘被破坏。
附图说明
[0014]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。
[0015]图1为本专利技术一种皮带集控系统的系统框架图；图2为本专利技术一种皮带集控系统的步骤流程图。
具体实施方式
[0016]为了更进一步阐述本专利技术为达成预定专利技术目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本专利技术提出的一种皮带集控系统，其具体实施方式、结构、特征及其功效本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种皮带集控系统，其特征在于，该系统包括以下模块：图像采集模块：利用监控摄像机采集煤矿井下图像；图像分析模块1：获取图像暗区域中符合线性的设备直线边缘线段，统计所有符合线性的设备直线边缘线段上像素灰度值的种类数量，获得关于像素灰度值的种类数量的符合线性的设备直线边缘线段集合，记为第一集合，计算第一集合中所有符合线性的设备直线边缘线段的灰度值的种类数量的均值，记为第一阈值，获取第一集合中所有像素灰度值的种类数量大于第一阈值的符合线性的设备直线边缘线段集合，称为沿巷道方向受光照影响的边缘线段，记为第二集合；获取第二集合中边缘线段的灰度值和灰度值频率，并根据灰度值和灰度值频率获得灰度值的影响程度因子和拟合直线斜率，根据影响程度因子和拟合直线斜率获得沿巷道方向受光照影响的边缘线段的受光照不均匀影响的程度；图像分析模块2：利用设备直线边缘线段的平移操作获取设备直线边缘线段与相邻侧区域的灰度均值，并计算设备直线边缘线段与相邻侧区域的灰度均值之间的差异，获得灰度均值差异因子，根据灰度均值差异因子和受光照不均匀影响的程度获得调整系数因子；将沿巷道方向受光照影响的边缘线段的像素点数量记为可信度；根据设备直线边缘线段的调整系数因子和可信度获得形态学顶帽变换的结构元素尺寸调整系数，再根据结构元素尺寸调整系数获得结构元素尺寸以及可根据图像调整尺寸大小的形态学顶帽变换结构元素；图像处理模块：利用可根据图像调整结构元素尺寸大小的形态学顶帽变换结构元素对煤矿井下不均匀光照图像进行处理校正，获得处理校正后的图像；图像控制模块：根据改进后形态学顶帽变换算法处理的结果图像得到准确的监控视频数据，实现皮带运输机的集中控制。2.根据权利要求1所述一种皮带集控系统，其特征在于，所述第一集合，获取方法如下：利用监控摄像机采集煤矿井下灰度图像，利用Canny边缘检测以及霍夫直线检测获取暗区域中符合线性的设备直线边缘线段，统计所有符合线性的设备直线边缘线段上像素灰度值的种类数量，获得关于像素灰度值的种类数量的符合线性的设备直线边缘线段集合，记为第一集合。3.根据权利要求1所述一种皮带集控系统，其特征在于，所述受光照不均匀影响的程度，获取方法如下：...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙华，孙善金，张营，郑兆宗，于清璨，郑德聚，邱雷明，
申请(专利权)人：山东山矿机械有限公司，
类型：发明
国别省市：