[實用新型]一種基于機器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態料位的檢測裝置

無效

• 申請號: 201020566713.1
• 申請日: 2010-10-19
• 公開（公告）號: CN201876290U
• 公開（公告）日: 2011-06-22
• 發明（設計）人: 孫繼平;趙春鵬
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學（北京）
• 主分類號: G01F23/04
• 分類號: G01F23/04;H04N7/22;H04N5/225;G01D11/24;G03B15/05;B08B1/00
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技術領域

本實用新型涉及一種料倉極限位置的料位檢測裝置，尤其是采用工業數字相機進行圖像拍攝、采用圖像處理的方式進行固體散料料倉料位識別與檢測。本實用新型具體涉及基于圖像處理的煤礦井下煤倉極限位置煤位的動態檢測系統裝置。

背景技術

煤礦井下煤倉料位檢測是煤礦安全生產的重要措施。多年來人們采用各種方法對煤倉料位進行檢測。常用的檢測方法有：重錘式、電極式、電容式、機桿式、稱重式、回轉翼輪式、雷達式、超聲波式、激光式、核子式等。其中重錘式、電極式、電容式、機桿式、稱重式和回轉翼輪式屬于接觸式測量方法，其余的為非接觸式測量方法。可以進行極限位置測量的方法有：重錘式、電極式、核子式和激光式。可進行料位連續測量的方法有：雷達式、超聲波式、機桿式、稱重式、核子式、激光式等。

采用圖像處理的方式進行深度測量應用廣泛。目前采用的多是采用數字相機自動對焦，直接拍攝圖像，然后經過圖像處理進行深度，高度測量。見專利公開號為CN1378086的發明專利，然而，對于煤礦井下煤倉這種特殊的料倉環境，圖像拍攝環境特別惡劣，存在以下特點：

1?煤礦井下煤倉中粉塵濃度大、濕度大，照度低。

2?料倉中照度波動頻繁，煤礦井下大型設備很多，電網擾動大，造成照度波動。

因此，由于特殊的圖像環境，采用普通的圖像處理方式進行深度測量的方法不能得到滿足圖像處理要求的適合的圖像，難以實現長期可靠、準確的檢測。

專利公開號為CN101270981的發明專利是一種基于機器視覺的料位測量方法與裝置，提出了針對煤礦井下料倉的料位檢測方法，然而這種方法可靠性難以保證，也只能作為靜態的連續測量，不能作為極限位置料位的動態測量，難以實際應用。

由于煤礦井下煤倉倉的圖像環境特殊，采用目前已有的方式，存在以下問題：

1?數字相機難以自動對焦、拍得可靠的圖像；

2?根據此類圖像進行料位測量的方法可靠度、精度低；

3?不能解決極限位置料位的動態測量問題。

發明內容

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種基于機器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態料位的檢測裝置，其特征在于：裝置包括一個數字相機系統設備(1)、一個輔助照明系統設備(2)、一個光纖設備(3)、一個地面的監控終端(4)，其中數字相機系統設備(1)包括一個帶有USB接口的工業數字相機及鏡頭(5)、一個USB與光纖轉換設備(6)、一個帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝?置(8)、一個具有防爆功能的設備外殼(9)；數字相機與地面的監控終端提供USB接口，通過USB與光纖轉換設備進行轉接，數據信號采用光纖從檢測系統裝置連接至地面的監控終端，實現地面集控室的遠程監控。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：具有防爆功能的設備外殼(9)固定在煤倉頂部，數字相機及鏡頭(5)和USB與光纖轉換設備(6)安裝于設備外殼(9)內；帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝置(8)固定在設備外殼(9)下部。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：設備外殼(9)采用圓筒形，上下截面帶有法蘭連接螺孔，均安裝底板，上下底板采用帶有膠墊密封的螺栓連接與圓筒形的外殼主體，其中上底板螺栓直接固定在煤倉頂部，上下底板均帶有走線孔用于設備電纜走線，走線孔應在電纜鋪設完成后使用符合煤礦井下防爆標準的防爆材料進行密封處理以隔斷空氣。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：數字相機及鏡頭(5)采用螺栓連接安裝于下底板上，鏡頭向下完成拍攝。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)采用半圓球形殼體，材料選用符合煤礦井下防爆標準的防爆材料，采用帶有膠墊密封的螺栓連接至下底板，其中采用一組螺栓對裝置設備外殼(9)的下部、下底板、密封罩進行連接。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：密封罩的除塵裝置(8)為半圓形刷，形狀與密封罩(7)的外殼吻合并緊貼其上，除塵裝置(8)的動力機構采用本安防爆電機，安裝于上下底板密封的設備外殼(9)內部，轉動軸安裝于密封罩(7)內。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：USB與光纖轉換設備(6)采用USB延長器USB-444；延長器由近端延長器和遠端延長器二部分組成；用USB線連接近端延長器和電腦主機，連接工業數字相機及鏡頭(5)到遠端延長器，用單膜光纖連接近端延長器和遠端延長器。

所述的檢測裝置，其特征在于，進一步包括：光纖設備(3)采用單模網絡標準光纖10GBASE-EOS1。