[發(fā)明專利]一種基于圖像處理的擋板升降高度的監(jiān)控方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811546194.X
• 申請(qǐng)日: 2018-12-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109618137B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王汝杰;鄭飛;陳洪彬;何曉明;王淼;楊佳欣
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鞍鋼集團(tuán)礦業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): H04N7/18
• 分類號(hào): H04N7/18;H04N5/232
• 代理公司: 鞍山貝爾專利代理有限公司 21223
• 代理人: 顏偉

本發(fā)明涉及一種基于圖像處理的擋板升降高度的監(jiān)控方法，包括設(shè)置在礦倉(cāng)出礦口的擋板，擋板驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，在礦倉(cāng)出礦口的工作平臺(tái)上設(shè)有擋板升降高度的監(jiān)控裝置，所述的擋板升降高度的監(jiān)控裝置包括箱體、設(shè)置在箱體內(nèi)的刻度盤、連桿升降裝置、高清攝像設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)。其監(jiān)控方法是圖像采集；圖像處理；計(jì)算測(cè)定的升降高度H；調(diào)整升降高度。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是由于采用了高清圖像設(shè)備和嵌入式圖像處理器替代了現(xiàn)有技術(shù)對(duì)擋板高度檢測(cè)和控制方法，高清攝像設(shè)備垂直照射刻度盤上，通過(guò)連桿與刻度盤角度變化，獲得的連桿與x軸負(fù)向的夾角的圖像，即為θ角的圖像。且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，提高了高度判別的準(zhǔn)確度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于物體監(jiān)控定位技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于圖像處理的擋板升降高度的監(jiān)控方法。

背景技術(shù)

礦倉(cāng)閥門主要由驅(qū)動(dòng)電機(jī)控制機(jī)械擋板的開(kāi)啟高度來(lái)控制給礦量的大小。因此，對(duì)于礦倉(cāng)閥門機(jī)械擋板開(kāi)啟高度的準(zhǔn)確檢測(cè)和控制很有必要。迄今為止，國(guó)內(nèi)外很多研究機(jī)構(gòu)在擋板移動(dòng)檢測(cè)和控制這個(gè)領(lǐng)域做了大量的工作，但是存在檢測(cè)技術(shù)過(guò)于復(fù)雜繁瑣，成本偏高的問(wèn)題。目前，利用電傳感實(shí)現(xiàn)擋板高度檢測(cè)的方法較為普遍，由于室外環(huán)境惡劣，反饋信號(hào)出現(xiàn)故障會(huì)有一定的概率，從而導(dǎo)致生產(chǎn)事故，因此亟需采用另外一種低成本、檢測(cè)準(zhǔn)確的測(cè)量方法補(bǔ)充或替代傳統(tǒng)的檢測(cè)方法，檢測(cè)數(shù)據(jù)的失真又容易造成工業(yè)控制上的失誤。因此研究開(kāi)發(fā)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、低成本、檢測(cè)準(zhǔn)確的機(jī)械擋板升降高度的監(jiān)控裝置及方法十分重要，具有實(shí)際意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、監(jiān)控精度高的基于圖像處理的擋板升降高度的監(jiān)控方法。

本發(fā)明的目的是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明的一種基于圖像處理的擋板升降高度的監(jiān)控方法，其特征在于包括下列步驟：

1)圖像采集

采用擋板升降高度的監(jiān)控裝置，進(jìn)行圖像采集，

所述的擋板升降高度的監(jiān)控裝置，包括設(shè)置在礦倉(cāng)出礦口的擋板，所述的擋板由擋板驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)做上下垂直運(yùn)動(dòng)，其特征在于：在礦倉(cāng)出礦口的工作平臺(tái)上設(shè)有擋板升降高度的監(jiān)控裝置，所述的擋板升降高度的監(jiān)控裝置包括箱體、設(shè)置在箱體內(nèi)的刻度盤、連桿升降裝置、高清攝像設(shè)備和監(jiān)控系統(tǒng)，所述的刻度盤設(shè)置在箱體內(nèi)后部，箱體的中軸線垂直穿過(guò)刻度盤的中心；所述的連桿升降裝置包括連桿、滑環(huán)和連桿支點(diǎn)，所述的連桿一端與擋板連接，另一端穿過(guò)滑環(huán)與連桿支點(diǎn)滑動(dòng)連接，所述的滑環(huán)和連桿支點(diǎn)設(shè)置在箱體內(nèi)中部的中軸線上；所述的高清攝像設(shè)備設(shè)置在箱體內(nèi)前部的中軸線上，所述的監(jiān)控系統(tǒng)包括嵌入式圖像處理器和PC端監(jiān)控終端，所述的高清攝像設(shè)備通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸線與嵌入式圖像處理器的輸入端相連接，嵌入式圖像處理器的輸出端通過(guò)通信系統(tǒng)模塊與PC端監(jiān)控終端連接，所述的PC端監(jiān)控終端還與擋板驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接；

擋板運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)連桿運(yùn)動(dòng)，通過(guò)高清攝像設(shè)備采集刻度盤灰度圖像；

所述的刻度盤灰度圖像的采集是：以連桿支點(diǎn)處為直角坐標(biāo)系的坐標(biāo)原點(diǎn)(0,0)，當(dāng)擋板為豎直運(yùn)動(dòng)時(shí)，連桿從連桿支點(diǎn)到x軸正向水平面的投影距離不變，而連桿與x軸正向的夾角θ是變化的，θ角和連桿與x軸負(fù)向的夾角為對(duì)頂角關(guān)系；刻度盤角度變化即為連桿在水平面上的角度變化，高清攝像設(shè)備垂直照射刻度盤上，獲得的連桿與x軸負(fù)向的夾角的圖像，即為θ角的圖像；

2)圖像處理

將采集的灰度圖像傳遞給嵌入式圖像處理器，通過(guò)濾波單元將接收的灰度圖像進(jìn)行中值濾波去除噪聲干擾，通過(guò)圖像形態(tài)學(xué)處理單元得到刻度盤上連桿與水平面的夾角θ；

3)計(jì)算測(cè)定的升降高度H

圖像處理單元將夾角θ傳遞給嵌入式圖像處理器的閾值處理單元，按照公式(1)進(jìn)行計(jì)算：

H＝a×tan(θ)-b (1)