[發明專利]鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置及方法

在審

• 申請號: 202010546874.2
• 申請日: 2020-06-16
• 公開（公告）號: CN111764456A
• 公開（公告）日: 2020-10-13
• 發明（設計）人: 黃剛;張峰;張建華;姜海博;張聰瑞;莫乃笛;吳健康;趙斌;劉志明
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: E02F9/00
• 分類號: E02F9/00;E02F9/24;E02F9/26;H04N7/18;G08B21/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

1.一種鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置，其特征在于：本裝置包括：

圖像采集模塊，包括激光測距儀和工業攝像機，設置在防水防震的盒體中，盒體固定在鏟車大臂上，使得鏟斗位于工業攝像機的可視范圍內以及激光測距儀的測距范圍內；

控制模塊，用于控制激光測距儀的采樣頻率，當激光測距儀采集到與鏟斗距離在預設范圍內時，控制工業攝像機采集鏟斗圖像；

圖像處理模塊，用于基于深度學習算法，識別鏟斗圖像中的斗齒完整性和斗齒數量，判斷是否有斗齒脫落或斷裂；

報警裝置，用于在判斷有斗齒脫落或斷裂時發出報警信號。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的控制模塊和圖像處理模塊內置在工業平板電腦中，工業平板電腦設置在鏟車駕駛室中。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于：所述的工業平板電腦與所述的圖像采集模塊通過電纜有線連接，電纜內置在鏟車大臂中。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的盒體上設有清洗裝置，清洗裝置設置在激光測距儀和工業攝像機的前端，清洗裝置由所述的控制模塊控制定期或不定期對激光測距儀和工業攝像機的采集面清洗。

5.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的圖像處理模塊中，斗齒數量根據鏟斗實際斗齒個數確定，當識別出的斗齒數量小于鏟斗實際斗齒個數，則判斷有斗齒脫落；將當天測量鏟齒長度與上一天最后一次識別斗齒長度的比值定義為斗齒完整度，當斗齒完整度小于或等于預設的比值時，判斷有斗齒斷裂。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征在于：所述的工業平板電腦采用Labview軟件開發所述的控制模塊和圖像處理模塊。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于：所述的激光測距儀的采樣頻率為每秒5次。

8.權利要求1所述的鏟車斗齒脫落智能監測與報警裝置的控制方法，其特征在于：本控制方法包括以下步驟：

S1、參數設置：

根據鏟車單次鏟裝循環時間t_d設置激光測距儀測量頻率和測量間隔時間t_s，依據鏟車在卸載礦石時鏟斗斗齒位置與圖像采集裝置安裝位置的距離L_z設置激發工業攝像機采集圖片的距離為L_z；

S2、圖像采集：

當鏟斗工作時，當斗齒與激光測距儀之間的距離小于L_z，激發攝像機對鏟斗和斗齒進行圖像采集；

S3、斗齒狀態判斷：

基于深度學習算法，識別鏟斗圖像中的斗齒完整性和斗齒數量，判斷是否有斗齒脫落或斷裂；

S4、報警：

在判斷有斗齒脫落或斷裂時發出報警信號。

9.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述的S3具體按以下方式判斷：

斗齒數量根據鏟斗實際斗齒個數確定，當識別出的斗齒數量小于鏟斗實際斗齒個數，則判斷有斗齒脫落；將當天測量鏟齒長度與上一天最后一次識別斗齒長度的比值定義為斗齒完整度，當斗齒完整度小于或等于預設的比值時，判斷有斗齒斷裂。

10.根據權利要求8所述的控制方法，其特征在于：本控制方法還包括：定期利用盒體上的清洗裝置對工業攝像機和激光測距儀的采集面進行清洗。