基于机器视觉皮带撕裂检测方法及保护系统技术方案

基于机器视觉皮带撕裂检测方法及保护系统，包括：图像获取模块，光学检测模块，保护补偿模块；所述的图像获取模块，包括：一字线激光发射器、CCD摄像机Ⅰ、CCD摄像机Ⅱ、机台底座；所述的光学检测模块包括：撕裂检测控制计算机；所述的保护补偿模块，包括：LED光源Ⅰ、LED光源Ⅱ、吹扫风机和皮带输送机密封罩；所述的CCD摄像机Ⅰ、LED光源Ⅰ、一字线激光发射器、LED光源Ⅱ、CCD摄像机Ⅱ从左到右依次安装在机台底座上，CCD摄像机Ⅰ、LED光源Ⅰ、一字线激光发射器、LED光源Ⅱ、CCD摄像机Ⅱ的上方是皮带底面；本发明专利技术准确、高效、稳定地检测输送机皮带工作时可能产生的撕裂事故。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉皮带撕裂检测方法及保护系统
本专利技术涉及一种检查方法及系统，尤其涉及一种基于机器视觉皮带撕裂检测方法及保护系统。
技术介绍
皮带输送机是港口、矿山、电厂等企业运输煤炭的重要工具和设备，由于杂质所引起的输送机皮带纵向撕裂事故时有发生，如果发现不及时，会导致整条皮带撕裂损坏，造成巨大的经济损失。为了解决这一技术难题，国内外专家尝试用很多种方法用于防撕裂检测，例如冲击检测法来检测皮带介质中冲击力传播、托辊异常受力检测来分析托辊受力的异常状况、超声波法来检测皮带介质中超声波传播、压敏电阻法来检测皮带下方漏料、嵌入法在皮带中嵌入导电橡胶、光导纤维等、机器视觉来提取皮带撕裂的特征，依据智能算法判断等；由于很多检测手段在原理上存在一定缺陷，或是成本较高、后期维护繁琐等原因，均无法保证准确、稳定地实现皮带撕裂检测的目的。机器视觉方法是近几年新提出的检测手段，其优点在于非接触、无需设备改造，但由于图像处理算法的复杂性不能满足在线实时检测的作业需求，尚未在实际生产中得到广泛应用。视觉检测手段具有所见即所得的先天技术优势，随着计算机技术的不断发展，机器视觉检测方法也在逐步趋于成熟和完善。
技术实现思路
为了准确、高效、稳定地检测输送机皮带工作时可能产生的撕裂事故，本专利技术提供了基于机器视觉皮带撕裂检测方法及保护系统。本专利技术的具体技术方案如下:基于机器视觉皮带撕裂保护系统，包括:图像获取模块，光学检测模块，保护补偿模块；所述的图像获取模块，包括:一字线激光发射器、CCD摄像机1、CCD摄像机I1、机台底座；所述的光学检测模块包括:撕裂检测控制计算机；所述的保护补偿模块，包括=LED光源1、LED光源I1、吹扫风机和皮带输送机密封罩；所述的CXD摄像机1、LED光源1、一字线激光发射器、LED光源I1、CXD摄像机II从左到右依次安装在机台底座上，CXD摄像机1、LED光源1、一字线激光发射器、LED光源I1、CXD摄像机II的上方是皮带底面；所述的皮带底面包括:皮带左侧底面、皮带水平底面、皮带右侧底面；皮带输送机密封罩置于机台底座外围并分别与皮带左侧底面、皮带右侧底面相连接；所述的吹扫风机设置在皮带右侧底面下方。所述的CXD摄像机I和CXD摄像机II的光轴相交且分别与水平面呈45度角；所述的CXD摄像机I和CXD摄像机II均配备了广角定焦镜头；所述的一字线激光发射器将撕裂图像特征提取的算法复杂度由二维降低到一维；所述的光学检测模块与所述的图像获取模块采用千兆以太网接口连接。基于机器视觉皮带撕裂检测方法，是在上述系统实施，具体步骤如下:a、图像获取模块将皮带表面图像实时地传递给光学检测模块，用于撕裂事故的在线检测；b、光学检测模块中的撕裂检测控制计算机对每组的两帧图像依次进行处理；C、保护补偿模块中的皮带输送机密封罩将整个装置进行封闭，同时采用LED光源I和LED光源II在皮带底部均匀补光。本专利技术的有益效果在于:1、图像获取模块采用图像处理方法用于检测皮带撕裂，具有非接触的特点，避免了传统检测手段中参数耦合带来的不稳定性；CCD摄像机I和CCD摄像机II均对其进行图像获取，能够保证系统的容错性，避免某一取像装置的取像区域发生遮挡时，检测装置不会发生频繁的虚警；机台底座为特别订制，保证了 CCD摄像机、LED光源和一字线激光发射器的稳固和安装角度的合理。2、光学检测模块采用了双CCD容错机制，避免了由于灰尘、光照等因素带来的虚警和误警；光学检测模块与所述的图像获取模块采用千兆以太网接口连接，能够实现皮带机出口与控制室之间的长距离数据传输。3、保护补偿模块的LED光源为封闭空间中CXD摄像机提供了足够的光照强度；采用封闭空间和LED光源用于补光保证了 CCD摄像机在全天候光照条件下都能获取到清晰图像；吹扫风机减少了所述的取像装置附着粉尘；皮带输送机密封罩保证了所述的取像装置不受到环境光线的影响。【附图说明】本专利技术共有附图1幅。图1为本专利技术机器视觉皮带撕裂保护系统的示意图。图中序号说明:1、一字线激光发射器，2、(XD摄像机I，3、(XD摄像机11，4、机台底座，5、LED光源I，6、LED光源II，7、皮带输送机密封罩，8、吹扫风机9、一字线激光条纹，10、皮带水平底面，U、皮带左侧底面，12、皮带右侧底面。【具体实施方式】下面结合本实施例和附图对本专利技术进一步说明:基于机器视觉皮带撕裂保护系统，包括:图像获取模块，光学检测模块，保护补偿模块；所述的图像获取模块，包括:一字线激光发射器1、CXD摄像机I 2、CXD摄像机II 3、机台底座4 ;所述的光学检测模块包括:撕裂检测控制计算机；所述的保护补偿模块，包括:LED光源I 5、LED光源II 6、吹扫风机8和皮带输送机密封罩7 ;所述的CXD摄像机I 2、LED光源I 5、一字线激光发射器1、LED光源II 6、CXD摄像机II 3从左到右依次安装在机台底座上，CXD摄像机I 2、LED光源I 5、一字线激光发射器1、LED光源II 6、(XD摄像机II 3的上方是皮带底面；所述的皮带底面包括:皮带左侧底面11、皮带水平底面10、皮带右侧底面12;皮带输送机密封罩7置于机台底座4外围并分别与皮带左侧底面11、皮带右侧底面12相连接；所述的吹扫风机8设置在皮带右侧底面12下方；所述的CXD摄像机I 2和CXD摄像机II 3的光轴相交且分别与水平面呈45度角；所述的CXD摄像机I 2和CXD摄像机II 3均配备了广角定焦镜头；所述的一字线激光发射器I将撕裂图像特征提取的算法复杂度由二维降低到一维；所述的光学检测模块与所述的图像获取模块采用千兆以太网接口连接。基于机器视觉皮带撕裂检测方法，是在上述系统实施，具体步骤如下:a、图像获取模块将皮带表面图像实时地传递给光学检测模块，用于撕裂事故的在线检测；一字线激光发射器I向皮带底面投射一条波长为650nm的红色激光条纹作为辅助测量的结构光，激光线的方向与皮带传输方向垂直；CCD摄像机I 2和CCD摄像机II 3分别安装在机台底座左右两端，其光轴相交且分别与水平面呈45度角，使用广角定焦镜头尽量获得较大的视场，保证取像范围能够覆盖到整个皮带的横截面，其中，CCD摄像机I 2覆盖包含皮带左侧底面11和皮带水平底面10的视场，CXD摄像机II 3覆盖包含皮带右侧底面12和皮带水平底面10的视场；由于皮带水平底面10是撕裂事故多发区域，CCD摄像机I 2和CCD摄像机II 3均对其进行图像获取，能够保证系统的容错性，避免某一取像装置的取像区域发生遮挡时，检测装置不会发生频繁的虚警，一字线激光发射器1、(XD摄像机I 2和CXD摄像机II 3分别固定在机台底座4上，确保设备的稳固可靠。b、光学检测模块中的撕裂检测控制计算机对每组的两帧图像依次进行处理；首先在图像中提取出一字线激光条纹9的中心点，并将一字线激光条纹9中心的光强和曲率变化特征作为训练集用于神经网络的训练，训练后的神经网络能够快速有效地根据图像特征检测皮带撕裂，同时避免皮带表面划痕、污溃等给撕裂检测带来的干扰，针对最容易发生撕裂的皮带水平底面10采用双CCD容错机制，当CCD摄像机I 2检测到撕裂时，则查看CCD摄像机II 3的检测结果，确保检测结果的准确性，本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于机器视觉皮带撕裂保护系统，其特征在于包括：图像获取模块，光学检测模块，保护补偿模块；所述的图像获取模块，包括：一字线激光发射器（1）、CCD摄像机Ⅰ（2）、CCD摄像机Ⅱ（3）、机台底座（4）；所述的光学检测模块包括：撕裂检测控制计算机；所述的保护补偿模块，包括：LED光源Ⅰ（5）、LED光源Ⅱ（6）、吹扫风机（8）和皮带输送机密封罩（7）；所述的CCD摄像机Ⅰ（2）、LED光源Ⅰ（5）、一字线激光发射器（1）、LED光源Ⅱ（6）、CCD摄像机Ⅱ（3）从左到右依次安装在机台底座（4）上，CCD摄像机Ⅰ（2）、LED光源Ⅰ（5）、一字线激光发射器（1）、LED光源Ⅱ（6）、CCD摄像机Ⅱ（3）的上方是皮带底面；所述的皮带底面包括：皮带左侧底面（11）、皮带水平底面（10）、皮带右侧底面（12）；皮带输送机密封罩（7）置于机台底座（4）外围并分别与皮带左侧底面（11）、皮带右侧底面（12）相连接；所述的吹扫风机（8）设置在皮带右侧底面（12）下方。

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉皮带撕裂保护系统，其特征在于包括:图像获取模块，光学检测模块，保护补偿模块；所述的图像获取模块，包括:一字线激光发射器(I)、CXD摄像机I (2)、CXD摄像机II (3)、机台底座(4);所述的光学检测模块包括:撕裂检测控制计算机；所述的保护补偿模块，包括:LED光源I (5)、LED光源II (6)、吹扫风机(8)和皮带输送机密封罩(7);所述的CXD摄像机I (2)、LED光源I (5)、一字线激光发射器(1)、LED光源II (6)、(XD摄像机II(3)从左到右依次安装在机台底座(4)上，CXD摄像机I (2)、LED光源I (5)、一字线激光发射器(1)、LED光源II (6)、(XD摄像机II (3)的上方是皮带底面；所述的皮带底面包括:皮带左侧底面(11)、皮带水平底面(10)、皮带右侧底面(12);皮带输送机密封罩(7)置于机台底座(4)外围并分别与皮带左侧底面(11)、皮带右侧底面(12)相连接；所述的吹扫风机(8)设置在皮带右侧底面(12)下方。2.根据权利要求1所述的基...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建青，
申请(专利权)人：大连日佳电子有限公司，
类型：发明
国别省市：