[發明專利]鋼繩芯輸送帶的接頭識別及損傷定位方法

在審

• 申請號: 201710178687.1
• 申請日: 2017-03-23
• 公開（公告）號: CN107423744A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 楊晨;楊金寶;宋亞軍;楊露璐
• 申請（專利權）人: 北京環境特性研究所
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06T7/45
• 代理公司: 北京君恒知識產權代理事務所(普通合伙)11466
• 代理人: 黃啟行,張璐

技術領域

本發明涉及基于X射線的鋼繩芯輸送帶無損檢測技術，特別是鋼繩芯輸送帶的接頭識別及損傷定位方法。

背景技術

以下對本發明的相關技術背景進行說明，但這些說明并不一定構成本發明的現有技術。

鋼繩芯輸送帶大量應用于煤炭，電力，港口等行業，其使用安全性至關重要。目前，對于鋼繩芯輸送帶的檢測方法主要有超聲檢測，漏磁檢測和X射線檢測等，其中利用X射線光源與線陣探測器的X射線檢測因其準確、可靠得到廣泛地應用。但由于得到的X射線圖像內容單一、枯燥，數量巨大，需要利用計算機圖像處理技術根據圖像信息自動地準確識別鋼絲損傷，并最終在實際輸送帶上進行定位以便維護和檢修。

接頭是輸送帶的重要組成部分，因為接頭在實際應用中容易辨認，所以以接頭作為基準參考點定位故障是一個不錯的選擇。因此，接頭的準確識別是輸送帶損傷定位非常重要的一個初始環節。目前一些算法通過檢測接頭點的領域灰度值特征來識別接頭，或通過檢測輸送帶橫向梯度變化頻率特征來識別接頭，這些方法沒有考慮到實際情況中的輸送帶接頭圖像是復雜多變的，由于輸送帶外層的膠皮厚薄不一，所以，采集到的輸送帶X光圖像在深淺上會有層次變化，針對單一圖像特征提出來的算法在實際應用中很容易失效。

發明內容

本發明的目的在于提出鋼繩芯輸送帶的接頭識別及損傷定位方法，能夠有效準確地識別檢測圖像中的接頭和損傷點，結合接頭在檢測圖像中的位置、損傷點在檢測圖像中的位置、探測器分辨率以及鋼繩芯輸送帶的速度信息，確定損傷點與接頭之間的距離。

根據本發明的一個方面，提供一種鋼繩芯輸送帶的接頭識別方法，包括：

S1、采集鋼繩芯輸送帶的檢測圖像，獲取每張檢測圖像的灰度共生矩陣；

S2、針對每張檢測圖像：提取灰度共生矩陣的紋理信息，基于所述紋理信息獲取灰度共生矩陣的特征向量；所述紋理信息包括：二階距、對比度和熵；

S3、依據特征向量，采用徑向基函數RBF作為分類器核函數遍歷每張檢測圖像，識別出檢測圖像中接頭的位置。

優選地，步驟S2中提取灰度共生矩陣的紋理信息之前進一步包括：

將灰度共生矩陣中各個元素P_d(i,j)除以灰度共生矩陣中各元素之和S，得到歸一化共生矩陣；

其中，d表示灰度共生矩陣中兩個像素間的空間位置關系；P_d(i,j)表示按照空間位置關系d從灰度為i的點達到灰度為j的點的概率。

優選地，按照如下關系式確定灰度共生矩陣的二階距：

式中，f₁為灰度共生矩陣的二階距，L為檢測圖像的灰度級，GP_d(i,j)為歸一化共生矩陣中與P_d(i,j)對應的歸一化值。

優選地，按照如下關系式確定灰度共生矩陣的對比度：

式中，f₂為灰度共生矩陣的對比度，L為檢測圖像的灰度級，GP_d(i,j)為歸一化共生矩陣中與P_d(i,j)對應的歸一化值。

優選地，按照如下關系式確定灰度共生矩陣的熵：

式中，f₃為灰度共生矩陣的熵，L為檢測圖像的灰度級，GP_d(i,j)為歸一化共生矩陣中與P_d(i,j)對應的歸一化值。

優選地，基于所述紋理信息獲取灰度共生矩陣的特征向量包括：

針對每個紋理信息，分別獲取其在四個方向的平均值和均方差；

灰度共生矩陣的特征向量為：

其中，x為灰度共生矩陣的特征向量，為二階距在四個方向的平均值，為對比度在四個方向的平均值，為熵在四個方向的平均值。

優選地，所述四個方向分別為：0°方向、45°方向、90°方向和135°方向。

根據本發明的另一個方面，提供一種鋼繩芯輸送帶的損傷定位方法，包括：

采集鋼繩芯輸送帶的檢測圖像，上述接頭識別方法從包含接頭的檢測圖像中識別接頭在檢測圖像中的位置；

對所述檢測圖像進行二值化和骨骼化預處理，鋼絲所在的點為1，其他點為0；遍歷二值圖像中所有為1的點，獲取該點的八鄰域像素在0至1之間跳變的次數PN，若八鄰域像素在0至1之間跳變的次數達到預設的次數閾值，判定該點出現損傷；