[發(fā)明專利]一種基于多元圖像融合的智能化掉篩遠程檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011189819.9
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112422818B
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭晨;鄭偉;楊明錦;王海寬;王玉龍
• 申請（專利權(quán)）人: 上海大學(xué)
• 主分類號: H04N5/232
• 分類號: H04N5/232;H04N5/353;H04W84/12;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/00;G06T7/50;G06T7/90
• 代理公司: 上海上大專利事務(wù)所(普通合伙) 31205
• 代理人: 何文欣

本發(fā)明提出一種基于多元圖像融合的智能化掉篩遠程檢測方法，包括如下步驟：綁定深度相機與彩色相機，根據(jù)工作環(huán)境調(diào)節(jié)理想畫面；搭建局域網(wǎng)，實現(xiàn)深度相機與工控機間的無線通信；搭建無線局域網(wǎng)下的樹莓派視頻服務(wù)器，最終實現(xiàn)彩色相機與工控機之間的無線傳輸；畫面校準，使深度相機與彩色相機畫面統(tǒng)一；深度數(shù)據(jù)預(yù)處理，將深度信息轉(zhuǎn)化為三通道的BGR偽彩色圖像；對篩板進行識別與定位，并將篩板坐標傳遞至深度圖；利用深度相機獲取坐標區(qū)域的深度信息，根據(jù)深度值的變化閾值判斷篩板是否發(fā)生脫落，同時做出警報與記錄。本發(fā)明能夠?qū)崟r地檢測到篩板脫落的故障，不依賴于人工，提高了選煤廠的經(jīng)濟效益與智能化水平。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)自動化生產(chǎn)線大型機械設(shè)備故障診斷領(lǐng)域，具體是一種基于多元圖像融合的智能化掉篩遠程檢測方法。

背景技術(shù)

在煤礦、冶金、能源等工業(yè)現(xiàn)場中，通常利用脫介篩篩選的方式實現(xiàn)對產(chǎn)品的精細化處理。脫介篩工作時，篩板均勻的分布在脫介篩的表面，通過振動的方式實現(xiàn)對篩上物料的分選。

篩板振動頻率極高，而篩板本身只依靠卡扣和篩機固定，當脫介篩劇烈振動時，可能會導(dǎo)致篩板發(fā)生位置偏移甚至脫落，若不能及時發(fā)現(xiàn)，篩板上大量的物料進入篩下管路中，造成脫介系統(tǒng)管路堵塞等生產(chǎn)事故，進而引發(fā)整個脫介系統(tǒng)癱瘓，導(dǎo)致生產(chǎn)停滯。

目前生產(chǎn)中無任何在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)對這一故障的診斷，企業(yè)中采用傳統(tǒng)的人工巡視方法，人工巡視有很強的滯后性，加劇了問題的嚴重性。

神東煤炭集團采用一種篩下物料狀態(tài)實時監(jiān)測裝置，該裝置可對篩板故障進行間接檢測，但其機械結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且檢測效果具有一定的滯后性；該檢測方式需要設(shè)計比較復(fù)雜的電路，在篩面這樣一個連續(xù)噴水、遍布粉塵的、惡劣的現(xiàn)場環(huán)境下存在漏電和觸電的風(fēng)險。

山西無煙煤礦業(yè)集團采用高分子聚氨酯組合篩板對原振動篩篩板進行了改造，使篩板的耐磨性大大提高，使用壽命是原沖孔篩板的六倍；但是，這種方案僅提高了使用的經(jīng)濟性，篩板故障仍然不可避免，且無法對篩板故障進行實時檢測。

針對目前篩板脫落故障檢測的滯后性、非實時性等問題，結(jié)合復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境，設(shè)計一套掉篩遠程檢測系統(tǒng)尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在提供一種基于多元圖像融合的智能化掉篩遠程檢測方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的檢測滯后性強，實時性低等問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的構(gòu)思是：

一種基于多元圖像融合的智能化掉篩遠程檢測方法，通過深度相機獲取篩板深度圖像，經(jīng)由以太網(wǎng)口接入局域網(wǎng)，同時彩色相機獲取彩色圖像，經(jīng)由視頻服務(wù)器的無線網(wǎng)卡接入局域網(wǎng)；其次，工控機通過局域網(wǎng)無線獲取深度圖像與彩色圖像，利用彩色圖像對篩板進行識別與定位，同時將篩板的位置傳輸至深度圖像中；然后利用深度相機獲取定位區(qū)域篩板的深度信息，實時監(jiān)測篩板是否發(fā)生掉落或偏移；最后，檢測到篩板脫落時，及時的向工作人員發(fā)出報警信號，同時更新系統(tǒng)的工作日志。本發(fā)明的關(guān)鍵在于利用彩色相機識別篩板并發(fā)送篩板的坐標位置，利用深度相機獲取該位置區(qū)域的深度信息，根據(jù)深度值的變化大小判斷篩板是否發(fā)生脫落故障，同時所有設(shè)備均位于同一局域網(wǎng)下，實現(xiàn)設(shè)備之間的無線通信。

本發(fā)明方法中使用了兩款相機，一款是uvc免驅(qū)彩色工業(yè)相機，由于脫介篩篩正常運行時，篩板表面布滿物料，無法準確獲取篩板的位置信息，因此在放入物料之前對篩板進行識別和定位，而篩板邊緣部分為紅色聚氨酯材料且為規(guī)則的矩形框，利用顏色特征可實現(xiàn)對篩板的識別與定位，uvc免驅(qū)彩色工業(yè)相機滿足復(fù)雜的工業(yè)現(xiàn)場條件，適合作為圖像的采集裝置；另一款是基于飛行時間法TOF的深度相機，以物體和深度相機之間的深度信息作為主要特征依據(jù)，建立篩板在正常運行與發(fā)生故障時的模型，分析篩板在兩種工況時的深度信息，根據(jù)溜槽的高度設(shè)定變化的閾值，從而判斷篩板的工作狀態(tài)。