[發明專利]基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統及其檢測方法

在審

• 申請號: 202011040580.9
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN112213317A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 曾飛;劉聰;楊晨曦;廖雅曼;全勛炎;熊楚驕
• 申請（專利權）人: 武漢科技大學
• 主分類號: G01N21/88
• 分類號: G01N21/88;G01B11/24;G06T5/00;G06T7/00
• 代理公司: 南通市永通專利事務所(普通合伙) 32100
• 代理人: 葛雷

本發明公開了一種基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統及其檢測方法：系統包括毛刷、除塵氣槍，檢測輸送帶帶速的速度傳感器，用于處理三維激光掃描儀采集的點云數據的預處理模塊和傳輸數據到上位機的數據傳輸模塊，用于采集數據三維激光掃描儀，用于把點云數據生成輸送帶表面三維模型并判斷輸送帶是否撕裂的上位機；所述毛刷、除塵氣槍、速度傳感器、數據預處理模塊與數據傳輸模塊、三維激光掃描儀均設置在安裝裝置上，安裝裝置固定在輸送帶支架上。本發明采用的三維激光掃描儀利用光學測量原理，可以有效避免視覺技術受粉塵噪音等環境因素的影響。

技術領域

本發明涉及一種基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統及其檢測方法。

背景技術

帶式輸送機是目前礦山、冶金、電力、建筑等部門廣泛采用的一種長距離連續運輸機械，具有連續輸送能力強、運行效率高、易于實現自動控制等優點，輸送帶成本占整部帶式輸送機成本的40％左右。由于輸送帶之間沒有其他材料，全由橡膠組成，強度很低，在其運行過程中，常因石塊或金屬等硬銳的物體卡在某處并劃破輸送帶而造成輸送帶的縱向撕裂，由于大功率強力帶式輸送機的運行速度一般都較高，如不能及時發現、停車，將會撕裂整條輸送帶造成極大的直接和間接經濟損失。

現有輸送帶撕裂檢測的主要研究成果可分為接觸式檢測法和非接觸式檢測法。接觸式檢測法都是通過檢測皮帶工作時承載物產生的壓力或形變是否存在異常，從而間接判斷是否存在故障，但效果欠佳。非接觸式檢測法可以直接分析故障，而且具有無損檢測的特點，檢測效果也有所提升，其中，最新興的為機器視覺檢測法，見文獻“①～③”(①陳路路.輸送帶縱向撕裂一體化雙目視覺檢測方法研究[D].太原：太原理工大學，2017.②郭啟皇，喬鐵柱.基于Otsu算法的輸送帶撕裂視覺檢測系統研究[J].煤炭技術，2017，36(4)：279-282.③張文明，盧金龍.變光照環境下皮帶撕裂視覺檢測方法研究[J].光學技術，2016，42(2)：108-113.)。采用機器視覺方法的優點是可通過攝像頭、視頻采集器、顯示器和圖像采集器獲取輸送帶的背景圖像，再用計算機對圖像進行處理，但圖像辨識度受高粉層露天環境下影響較大。而采用激光掃描技術可有效避免視覺技術受粉層環境限制的缺點。

國內外雖然已經將激光技術應用于輸送帶撕裂檢測中，但多是采用線激光進行輔助測量，見文獻“④”(④韓雷.基于線激光視覺檢測的礦用輸送機縱向撕裂保護系統研究[J].神華科技,2018,16(09):29-31+49.)針對三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測尚無研究，三維激光掃描技術具有精度高、速度快、應用范圍廣等優點，因此，將三維激光掃描技術應用于輸送帶撕裂檢測系統中，將具有很強的實用價值。

發明內容

本發明的目的在于提供一種可以有效避免視覺技術受粉塵噪音等環境因素影響的基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統及其檢測方法。

本發明的技術解決方案是：

一種基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統，其特征是：包括：用于清理輸送帶表面的毛刷、除塵氣槍，檢測輸送帶帶速的速度傳感器，用于處理三維激光掃描儀采集的點云數據的預處理模塊和傳輸數據到上位機的數據傳輸模塊，用于采集數據三維激光掃描儀，用于把點云數據生成輸送帶表面三維模型并判斷輸送帶是否撕裂的上位機，所述三維激光掃描儀采用REEYEE激光三維掃描儀，掃描速率達到350000次/秒，掃描分辨率0.100毫米，測量精度0.03mm，測量數據通過USB3.0傳輸到數據預處理模塊；所述毛刷、除塵氣槍、速度傳感器、數據預處理模塊與數據傳輸模塊、三維激光掃描儀均設置在安裝裝置上，安裝裝置固定在輸送帶支架上。

一種所述的基于三維激光掃描技術的輸送帶撕裂檢測系統的檢測方法，其特征是：包括以下步驟: