[發明專利]一種雙視角成像的原煤預排矸裝置及方法

在審

• 申請號: 202011143980.2
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112222015A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 郭永存;何磊;劉普壯;王爽;胡坤;郭曉軍;支亞;王希
• 申請（專利權）人: 安徽理工大學
• 主分類號: B07C5/342
• 分類號: B07C5/342;B07C5/02;B07C5/36;B07B1/28;G06K9/46;G06K9/62;G06T7/62
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• 代理人: 暫無信息

1.一種雙視角成像的原煤預排矸裝置，其特征在于具體由粉煤皮帶，振動篩分機，溜槽式振動喂料機，粉塵防護罩，光源，線陣相機，上位機，成像背景裝置，空氣壓縮機，冷干機，儲氣罐，高頻電磁閥，陣列噴嘴，精煤皮帶，矸石皮帶等組成；所述的振動篩分機接收煤、矸物料，并進行篩分，篩去粒徑較小的碎屑；振動篩分機下方安裝有粉煤皮帶接收篩去的碎屑；所述的溜槽式振動喂料機入料端連接振動篩分機，將塊料供給至卸料端卸料；所述的線陣相機、成像背景裝置均有兩組，排布與卸料軌跡兩側；所述的光源有四組，每一側排布有兩組，位于線陣相機上下兩側，對物料進行打光；所述的兩組線陣相機均與FPGA連接，用于緩存、處理采集信號，FPGA與上位機通訊連接，用于傳輸圖像數據；所述的粉塵防護罩將光源、線陣相機、成像背景裝置包圍在內，僅留出物料下落通道；所述的空氣壓縮機、冷干機、儲氣罐、高頻電磁閥、陣列噴嘴通過管道依次相連，形成氣路；所述的上位機與高頻電磁閥電路板通訊連接，傳輸控制指令；所述的矸石皮帶、精煤皮帶依次位于物料落料點末端，接收物料并將其運輸。

2.根據權利要求1所述的一種雙視角成像的原煤預排矸裝置，其特征在于溜槽式振動喂料機在給料時將物料排序，物料可從溜槽式振動喂料機有序下落。

3.根據權利要求1所述的一種雙視角成像的原煤預排矸裝置，其特征在于物料在下落過程中，排布于卸料軌跡兩側的線陣相機在FPGA驅動下對物料正反兩面進行信號采集，采集模擬信號經AD轉換為數字信號進行傳輸，送至FPGA中進行緩存，待采集到480行信號時即形成一張單面圖像，經EMIF傳送至DSP圖像處理平臺進行識別，同時DSP會對圖像進行編碼壓縮和存儲；DSP完成圖像識別及定位，將識別結果反饋給FPGA，由FPGA確定開啟目標高頻電磁閥位置與并計算延時，隨后將控制命令傳送至高頻電磁閥電路板；同時FPGA并行計算過程將原始圖像和分析計算后的圖像一并通過高速網絡模塊發送至上位機實時顯示。

4.根據權利要求1所述的一種雙視角成像的原煤預排矸裝置，其特征在于所述的成像背景裝置為一種自發光藍色背景板，線陣相機進行圖像掃描時，將藍色背景與物料一同掃描進圖像。

5.根據權利要求1所述的一種雙視角成像的原煤預排矸裝置，其特征在于提取采集到的RGB圖像的B通道圖像，對B通道圖像進行OTSU(最大化類間方差)分割，得到二值化圖像，然后二值化對圖像進行孔洞填充；基于此二值化圖像去除采集RGB圖像背景，進而得到前景區域。

6.一種利用如權利要1所述的一種雙視角成像的原煤預排矸方法，其特征在于具體應包含以下步驟：

特征提取

步驟一：獲取物料正、反兩面RGB圖像并進行去噪；提取RGB圖像R通道圖像，計算圖像內各目標灰度均值μ與灰度方差s特征，選取最大值作為最終特征，隨后將兩張圖像轉為灰度圖像；

步驟二：對正反兩面灰度圖像進行邊緣檢測，邊緣檢測算子為sobel算子，統計邊緣檢測后二值化圖像中邊緣連通域個數ce與邊緣連通域均值me；

步驟三：基于邊緣檢測圖像，采用霍夫變換檢測目標區域直線特征，選定20個最強的霍夫峰，檢測到的線之間的距離達到10，并且最小線長度為20；最后，提取檢測到的兩面圖像直線長度個數cl、直線長度之和l和最大直線長度ml；

步驟四：針對正反兩面灰度圖像進行偽色彩處理，灰度圖像像素值越大紅色越深，灰度圖像像素值越小藍色越深。基于偽色彩圖像對其R通道圖像進行分割，分割閾值為255，即等于255像素值置1，不等于255像素值置0；得到正、反兩面R通道二值化圖像；

步驟五：針對正反兩面偽色彩圖像R通道二值化圖像，提取連通域個數之和c，連通域面積之和a，連通域面積均值m，連通域面積占比ac，最大連通域面積A；

所述步驟一至五共提取12組特征：[μ,s,ce,me,cl,l,ml,c,a,m,ac,A]。