[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶運(yùn)輸機(jī)安全智能保障系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710454337.3
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107043000B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬宏偉;王川偉;薛旭升;毛清華;楊文娟;張旭輝;劉鵬;夏晶;尚萬(wàn)峰;田海波;馬琨;王巖;楊林;張璞;夏偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B65G43/02
• 分類號(hào): B65G43/02
• 代理公司: 北京彭麗芳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11407
• 代理人: 彭麗芳

本發(fā)明公開(kāi)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶運(yùn)輸機(jī)安全智能保障系統(tǒng)，包括巨型異物識(shí)別系統(tǒng)，采用固定吊掛式機(jī)器人和異物識(shí)別模塊構(gòu)成的固定吊掛式機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；煤流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用吊掛式軌道巡檢機(jī)器人和煤流量監(jiān)測(cè)模塊構(gòu)成的吊掛式軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；托輥溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用由基于紅外熱像的托輥溫度監(jiān)測(cè)模塊與軌道巡檢機(jī)器人構(gòu)成的了軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；皮帶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶損傷監(jiān)測(cè)模塊與吊掛式軌道巡檢機(jī)器人構(gòu)成的吊掛式軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。大大降低煤礦一線的維修工人受到煤礦事故的風(fēng)險(xiǎn)，保障安全采煤的宗旨，實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和排障，保證煤炭運(yùn)輸線的穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高生產(chǎn)效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)領(lǐng)域，具體涉及一種基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶運(yùn)輸機(jī)安全智能保障系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在煤炭生產(chǎn)過(guò)程中，皮帶運(yùn)輸機(jī)作為重要的煤炭運(yùn)輸設(shè)備，應(yīng)用十分廣泛，然而在皮帶運(yùn)輸機(jī)運(yùn)行過(guò)程中，容易發(fā)生出現(xiàn)巨型異物、煤流量過(guò)載、托輥損壞、皮帶損傷等事故，造成設(shè)備甚至人員的重大損失。

在皮帶運(yùn)輸機(jī)的巡檢與維護(hù)中，一方面，巡檢工人對(duì)皮帶機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和維修時(shí)會(huì)面臨巨大風(fēng)險(xiǎn)，另一方面，采煤過(guò)程要求皮帶機(jī)系統(tǒng)不能隨時(shí)或長(zhǎng)時(shí)間停車。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶運(yùn)輸機(jī)安全智能保障系統(tǒng)，不僅可以替代冒著生命危險(xiǎn)工作在煤礦一線的維修工人，大大降低他們受到煤礦事故的風(fēng)險(xiǎn)，保障安全采煤的宗旨，也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和排障，保證煤炭運(yùn)輸線的穩(wěn)定運(yùn)行，從而提高生產(chǎn)效率。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：

一種基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶運(yùn)輸機(jī)安全智能保障系統(tǒng)，包括

巨型異物識(shí)別系統(tǒng)，采用固定吊掛式機(jī)器人和異物識(shí)別模塊構(gòu)成的固定吊掛式機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，在帶式輸送機(jī)負(fù)載情況下，利用工業(yè)相機(jī)采集的皮帶圖像中存在的錨桿異物，采用雙邊濾波和分段線性變換算法分別進(jìn)行圖像去噪和圖像增強(qiáng)預(yù)處理；采用迭代自適應(yīng)閾值分割法進(jìn)行圖像二值化處理；基于連通分量外接矩形的長(zhǎng)寬比進(jìn)行錨桿異物的形狀識(shí)別，完成錨桿異物目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別；

煤流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用吊掛式軌道巡檢機(jī)器人和煤流量監(jiān)測(cè)模塊構(gòu)成的吊掛式軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)二維激光雷達(dá)獲得煤流上截面輪廓，通過(guò)速度傳感器測(cè)得速度信息，然后由煤流截面面積和速度信息積分求得煤流量；

托輥溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用由基于紅外熱像的托輥溫度監(jiān)測(cè)模塊與軌道巡檢機(jī)器人構(gòu)成的了軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；利用紅外熱像儀沿巡檢軌道采集紅外圖像，對(duì)采集的帶式輸送機(jī)紅外圖像進(jìn)行處理：利用垂直和水平投影截取托輥所在區(qū)域；采用基于連通分量的長(zhǎng)短軸比和面積信息對(duì)圖像邊緣進(jìn)行過(guò)濾，消除對(duì)上述截取圖像進(jìn)行邊緣檢測(cè)形成的偽邊緣，保留托輥的真實(shí)邊緣；利用形態(tài)學(xué)閉運(yùn)算連接托輥邊緣縫隙，通過(guò)邊界跟蹤獲得托輥閉合輪廓并進(jìn)行種子區(qū)域填充，實(shí)現(xiàn)托輥區(qū)域的自動(dòng)分割；最后通過(guò)對(duì)托輥區(qū)域的溫度信息分析并進(jìn)行故障預(yù)警；

皮帶監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用基于機(jī)器視覺(jué)的皮帶損傷監(jiān)測(cè)模塊與吊掛式軌道巡檢機(jī)器人構(gòu)成的吊掛式軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)在帶負(fù)載的情況下，通過(guò)安裝于皮帶運(yùn)輸機(jī)的循環(huán)體內(nèi)的皮帶損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，當(dāng)皮帶運(yùn)輸機(jī)在在停機(jī)或空載的情況下，可用安裝于皮帶運(yùn)輸機(jī)上方的皮帶損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)皮帶運(yùn)輸機(jī)的皮帶進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。

其中，所述基于機(jī)器視覺(jué)信息的皮帶損傷在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在帶式輸送機(jī)空載情況下，利用工業(yè)相機(jī)采集的皮帶圖像中存在的裂縫，采用雙邊濾波和直方圖均衡化分別進(jìn)行圖像濾波和圖像增強(qiáng)預(yù)處理；采用迭代自適應(yīng)閾值分割法進(jìn)行圖像二值化處理；基于連通分量的形態(tài)學(xué)區(qū)域特征去除小面積雜點(diǎn)噪聲，完成裂縫目標(biāo)的檢測(cè)和識(shí)別。

所述吊掛式機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括平巷道吊掛式巡檢機(jī)器人系統(tǒng)和斜巷道吊掛式巡檢機(jī)器人系統(tǒng)。所述軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括雙軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和環(huán)形軌道巡檢機(jī)器人監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。