[發(fā)明專利]一種基于X光圖像的鋼絲繩芯輸送帶接頭抽動檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910408860.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN110288562B
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張曉光;孫正;黃元麒;盧紀麗;徐桂云;李輝
• 申請（專利權(quán)）人: 棗莊學院
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/00;G06T7/11;G06T7/136;G06T7/155;G06T7/62;G06T7/66
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 許方

1.一種基于X光圖像的鋼絲繩芯輸送帶接頭抽動檢測方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

步驟1：將T1時刻采集到的含有完整接頭的鋼絲繩芯輸送帶X光圖像，即T1時刻的原始圖像作為基準圖像；

步驟2：對原始圖像分別進行橫向均值濾波和全局均值濾波，以全局均值濾波后的圖像為參考圖像，對橫向均值濾波后的圖像進行動態(tài)閾值處理，得到圖像A；

步驟3：對圖像A進行形態(tài)學閉操作，孔洞填充、開操作，得到圖像B；

步驟4：對圖像B進行連通分量提取，并根據(jù)面積特征從各連通分量中篩選出接頭分層區(qū)域，對各分層區(qū)域求并集，得到圖像C；

步驟5：分別對圖像A與圖像C進行連通分量提取，并對兩圖像中的連通分量求交集，得到圖像D；

步驟6：利用最小外接矩形算子獲取圖像D中各接頭分層區(qū)域的最小外接矩形，并取得每個矩形的方向值，即矩形上下兩邊的斜率，得到圖像E；

步驟7：利用每個最小外接矩形的方向值，即斜率，與此矩形區(qū)域中縱坐標最大、最小時相對應(yīng)的坐標點，計算得到每個接頭分層區(qū)域的下、上接頭擬合直線；

步驟8：對原始圖像進行全局均值濾波，以均值濾波后的圖像為參考圖像，對原始圖像進行動態(tài)閾值處理，并對閾值處理后的圖像進行開操作，得到圖像F；

步驟9：對圖像F進行形態(tài)學腐蝕以及開操作，得到圖像G；

步驟10：分別對圖像E中每一個最小外接矩形與圖像G進行交集運算，并對求交后圖像進行連通分量提取，再根據(jù)面積特征從各連通分量中篩選出接頭空檔區(qū)域，得到圖像H；

步驟11：對步驟10得到的每一層接頭空檔區(qū)域，提取接頭空檔區(qū)域的重心，計算各重心到對應(yīng)上下接頭擬合直線的距離，進一步計算每一層接頭的各上下接頭點狀態(tài)值，直至最后一個最小外接矩形運算完成；

其中，各層接頭空檔區(qū)域重心提取的方法如下：

S11：設(shè)定鋼絲繩方向為Y軸方向，輸送帶運行的方向為Y軸正方向，垂直于鋼絲繩的方向為X軸方向；首先計算出各個最小外接矩形的重心坐標(x,y)，根據(jù)各重心坐標的y值大小進行接頭分層排序；

S12：將排好序的最小外接矩形逐個與圖像E和圖像G求交后的圖像求交集，得到各行接頭空檔集合E_i，i＝1,2,…,m，m為矩形個數(shù)；

S13：計算每個集合中各接頭空檔的重心坐標(x,y)，按照重心坐標的x值大小將各坐標進行升序排序并保存；

每一層接頭的各上下接頭點狀態(tài)值的計算方法如下：

S21：從第一個外接矩形開始，計算每個接頭空檔區(qū)域重心到上擬合直線的距離，各距離記為J_i，i＝1,2,…,n，其中n為接頭空檔區(qū)域重心個數(shù)；計算距離的均值，表示為：

S22：計算接頭空檔區(qū)域重心到上擬合直線的距離J_i與均值L_up的差值P_i＝J_i-L_up，i＝1,2,…,n；

S23：計算每個接頭空檔區(qū)域重心到下擬合直線的距離，各距離記為K_i，i＝1,2,…,n，其中n為接頭空檔區(qū)域重心個數(shù)；計算距離的均值，表示為：

S24：計算接頭空檔區(qū)域重心到下擬合直線距離K_i與均值L_down的差值Q_i＝K_i-L_down，i＝1,2,…,n；

S25：根據(jù)步驟S21到S24的方法分別計算出五個外接矩形各對應(yīng)的P_i與Q_i；

S26：剔除第一個外接矩形的P_i與第五個外接矩形的Q_i；將第一個外接矩形的Q_i作為第一層接頭的各上接頭點的狀態(tài)值，第二個外接矩形的P_i作為第一層接頭的各下接頭點的狀態(tài)值；將第二個外接矩形的Q_i作為第二層接頭的各上接頭點的狀態(tài)值，第三個外接矩形的P_i作為第二層接頭的各下接頭點的狀態(tài)值；將第三個外接矩形的Q_i作為第三層接頭的各上接頭點的狀態(tài)值，第四個外接矩形的P_i作為第三層接頭的各下接頭點的狀態(tài)值；將第四個外接矩形的Q_i作為第四層接頭的各上接頭點的狀態(tài)值，第五個外接矩形的P_i作為第四層接頭的各下接頭點的狀態(tài)值；

步驟12：對T2時刻采集到的含有完整接頭的鋼絲繩芯輸送帶X光圖像，即T2時刻的原始圖像作為待檢圖像，根據(jù)步驟2-11處理得到待檢圖像的每一層接頭的各上下接頭點狀態(tài)值；

步驟13：對待檢圖像與基準圖像經(jīng)過步驟2-11處理后，分別得到待檢圖像與基準圖像的每一層接頭的各上下接頭點狀態(tài)值，計算所述待檢圖像與基準圖像中相對應(yīng)的每一接頭點的狀態(tài)值的差值，該差值作為接頭點抽動距離；

步驟14：計算基準圖像接頭點狀態(tài)值的均值，將此均值的t倍數(shù)作為閾值，判斷待檢圖像每一接頭點抽動距離值是否大于此閾值，若大于此閾值，則判定該接頭點發(fā)生了抽動故障。