[發明專利]機器視覺皮帶撕裂檢測及保護裝置

無效

• 申請號: 201010129554.3
• 申請日: 2010-03-17
• 公開（公告）號: CN101804907A
• 公開（公告）日: 2010-08-18
• 發明（設計）人: 李海濱;徐剛;聞巖;劉浩然;劉彬
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B65G43/02
• 分類號: B65G43/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種輸送帶撕裂檢測及保護裝置，尤其是根據圖像特征檢測撕裂，防止輸送機皮帶縱向撕裂擴大化的報警和保護裝置。

背景技術

皮帶輸送機是港口、礦山、電廠等企業運輸煤炭的重要工具和設備，由于雜質所引起的輸送機皮帶縱向撕裂事故時有發生，如果發現不及時，會導致整條皮帶撕裂損壞，造成巨大的經濟損失。為了解決這一技術難題，國內外專家嘗試用很多種方法用于防撕裂檢測，例如沖擊檢測法(檢測皮帶介質中沖擊力傳播)、托輥異常受力檢測(分析托輥受力的異常狀況)、超聲波法(檢測皮帶介質中超聲波傳播)、壓敏電阻法(檢測皮帶下方漏料)、嵌入法(在皮帶中嵌入導電橡膠、光導纖維等)、機器視覺(提取皮帶撕裂的特征，依據智能算法判斷)等。由于很多檢測手段在原理上存在一定缺陷，或是成本較高、后期維護繁瑣等原因，均無法保證準確、穩定地實現皮帶撕裂檢測的目的。其中，機器視覺方法是近幾年新提出的檢測手段，其優點在于非接觸、無需設備改造，但由于圖像處理算法的復雜性不能滿足在線實時檢測的作業需求，尚未在實際生產中得到應用。視覺檢測手段具有所見即所得的先天技術優勢，隨著計算機技術的不斷發展，機器視覺檢測方法也在逐步趨于成熟和完善。

發明內容

為了準確、高效、穩定地檢測輸送機皮帶工作時可能產生的撕裂事故，本發明提供了一種全新的機器視覺撕裂特征檢測手段。

本發明的目的在于提供一種機器視覺皮帶撕裂檢測裝置，在皮帶輸送機下方安裝一圖像獲取模塊，該圖像獲取模塊具有投射直線激光條紋和高速取像功能。獲取圖像后傳遞到光學檢測模塊，采用圖像處理方法將激光條紋中心提取出來，并將激光條紋的強度、曲率等特征用于神經網絡算法的訓練。網絡經過學習后能夠根據光條的特征快速地檢測撕裂事故，并及時向操作室報警，同時在終端上顯示原始圖像信息便于操作人員進行二次確認。保護補償模塊保證了檢測裝置在全天候24時都能夠獲取清晰穩定的圖像用于撕裂檢測。

本發明的優點在于：

1.采用圖像處理方法用于檢測皮帶撕裂，具有非接觸的特點，避免了傳統檢測手段中參數耦合帶來的不穩定性。

2.根據激光條紋連續性與曲率分析撕裂特征，將特征提取算法的復雜度由二維降低到一維。

3.雙CCD容錯機制保證了皮帶底面檢測準確性，避免灰塵、煤渣等因素給單攝像機檢測帶來的虛警率。

附圖說明

圖1為本發明機器視覺皮帶撕裂檢測及保護裝置的示意圖。

圖2為本發明機器視覺皮帶撕裂檢測及保護裝置的方塊圖。

附圖標號：

1——圖像獲取模塊

2——光學檢測模塊

3——保護補償模塊

4——一字線激光器

5——第一取像裝置

6——第二取像裝置

7——機臺底座

8——撕裂檢測控制計算機

9——圖像采集卡

10——LED光源

11——吹掃風機

12——皮帶輸送機密封罩

13——激光條紋

14——皮帶水平底面

15——皮帶左側底面

16——皮帶右側底面

具體實施方式

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：本發明機器視覺皮帶撕裂檢測裝置由三個模塊組成：圖像獲取模塊1，光學檢測模塊2，保護補償模塊3。

圖像獲取模塊1由一字線激光器4、第一取像裝置5、第二取像裝置6和機臺底座7組成，其目的是將皮帶表面圖像實時地傳遞給光學檢測模塊，用于撕裂事故的在線檢測。一字線激光器4向皮帶底面投射一條波長為650nm的紅色激光條紋作為輔助測量的結構光，激光線的方向與皮帶傳輸方向垂直。第一取像裝置5和第二取像裝置6分別安裝在皮帶下方的左右兩端，其光軸相交且分別與水平面呈45度角。使用廣角定焦鏡頭盡量獲得較大的視場，保證取像范圍能夠覆蓋到整個皮帶的橫截面。其中，第一取像裝置5覆蓋包含皮帶左側底面15和皮帶水平底面14的視場，第二取像裝置6覆蓋包含皮帶右側底面16和皮帶水平底面14的視場。由于皮帶水平底面14是撕裂事故多發區域，第一取像裝置和第二取像裝置均對其進行圖像獲取，能夠保證系統的容錯性，避免某一取像裝置的取像區域發生遮擋時，檢測裝置不會發生頻繁的虛警。一字線激光器4、第一取像裝置5和第二取像裝置6分別固定在機臺底座7上，確保設備的穩固可靠。