[發明專利]一種基于機器視覺的帶式輸送機輸送帶防撕裂方法及裝置

在審

• 申請號: 202110433359.8
• 申請日: 2021-04-22
• 公開（公告）號: CN113191234A
• 公開（公告）日: 2021-07-30
• 發明（設計）人: 閆海濤;廖劍蘭
• 申請（專利權）人: 武漢菲舍控制技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;B65G15/00;B65G43/02;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 湖北高韜律師事務所 42240
• 代理人: 鄢志波

本發明屬于機器視覺領域，尤其涉及一種帶式輸送機輸送帶防撕裂的方法及裝置。通過兩路視頻圖像分別檢測輸送帶輸送過程中的劃痕和破裂、散落異物，并引入機器學習決策樹算法對上述劃痕和破裂檢測結果、散落異物檢測結果進行傳送機輸送帶防撕裂的實時檢測和預警，及時輸出輸送帶的缺陷檢測結果并使輸送機及時停機，從而防止輸送帶更嚴重的撕裂，大大降低了經濟損失。同時，分別對語義分割算法模型和yolov4?tiny網絡模型進行了改進，有效提高了模型訓練和圖像檢測的準確性，從而提高了輸送帶防撕裂的檢測和預警的準確性。

技術領域

本發明屬于機器視覺領域，尤其涉及一種帶式輸送機輸送帶防撕裂的方法及裝置。

背景技術

大型帶式輸送機，多用于煤礦，鋼廠、碼頭，帶式輸送機是工業生產傳送運輸的重要設備，在輸送物料的過程中，因為輸送距離遠，物料雜質、落料耐磨襯板脫落等因素都能造成輸送帶撕裂，由于運行距離長，監護人員不能及時發現，輸送帶的損失較大，導致重大的事故。因此，帶式輸送機安全防護研究要解決的首要問題便是異物檢測和輸送帶裂痕的檢測，如能早期檢測出導致輸送帶撕裂的異物，并作出響應，就能在很大程度上減小輸送帶撕裂對礦業生產過程的影響。

近年，對帶式輸送機輸送帶防撕裂的研究，取得了許多成果。專利文獻1(CN211768501U)，公開了一種使用在輸送帶機上的防輸送帶撕裂裝置，該裝置包括支撐裝置、物料接觸部件、感應接近開關以及輔助感應部件，當輸送帶機的輸送帶出現撕裂故障時，該裝置發出故障警報并使輸送帶機停止運行。專利文獻2(CN112070117A)，提出了一種輸送帶撕裂檢測方法，該方法包括：獲取若干個撕裂輸送帶圖像和若干個正常輸送帶圖像；對獲取的撕裂輸送帶圖像和正常輸送帶圖像進行預處理，得到清晰的撕裂輸送帶圖像和正常輸送帶圖像后，將所述清晰的撕裂輸送帶圖像作為正樣本，將所述清晰的正常輸送帶圖像作為負樣本；提取出所述正樣本和所述負樣本中的各個圖像的哈爾特征，并根據所述哈爾特征構建出若干個弱分類器；將若干個所述弱分類器進行迭代組合，得到若干個強分類器后，將若干個強分類器進行組合得到級聯分類器；采用所述級聯分類器對實時采集的輸送帶圖像進行識別，以檢測出輸送帶是否發生縱向撕裂。專利文獻3(CN111289529A)，提出了一種基于AI智能分析的輸送輸送帶撕裂檢測系統及檢測方法，該系統包括補光燈、AI傳感器、AI智能分析終端、網絡交換機、后臺數據操作終端、聯動輸出控制裝置、報警設備和停機保護裝置，該檢測方法通過離線訓練學習形成輸送帶撕裂特征碼，部署到AI智能分析終端，AI智能分析終端實時采集AI傳感器的視頻圖像，采用神經網絡學習方法，準確判斷輸送帶裂縫的長度及寬度，當輸送帶出現撕裂時，能夠在最快的時間內輸出停機保護信號和報警信號，并根據輸送帶撕裂檢測結果，去控制聯動輸出控制裝置，輸出報警信號和停機保護信號，實現遠程實時保護和監測輸送輸送帶狀態。專利文獻4(CN111947927A)，提出了一種基于色度理論的滾動軸承故障檢測方法，該方法根據采集到的軸承振動信息，采用色度算法計算軸承的類RGB特征，并采用支持向量數據描述算法SVDD進行分類，實現故障檢測。專利文獻5(CN111947927A)，提出了一種基于卷積多頭自注意力機制的軸承故障檢測方法，該方法首先采集故障軸承振動信號，對采集的故障軸承振動信號進行預處理，生成軸承故障數據集；然后構建卷積多頭自注意力機制網絡并訓練，得到軸承故障檢測結果。

但是，專利文獻1中公開的一種使用在輸送帶機上的防輸送帶撕裂裝置和專利文獻4中公開的滾動軸承故障檢測方法都未使用機器學習方法對故障進行預警，從而故障預警的準確性和效率較低，無法滿足輸送帶防撕裂的準確性要求；專利文獻2公開的一種輸送帶撕裂檢測方法使用了級聯檢測方法對故障進行檢測，沒有使用深度學習方法；專利文獻3公開的一種基于AI智能分析的輸送輸送帶撕裂檢測系統及檢測方法僅僅使用神經網絡方法判斷檢測輸送帶撕裂和撕裂長度，沒有涉及防撕裂預警告警。專利文獻5中公開的基于卷積多頭自注意力機制的軸承故障檢測方法是故障軸承振動信號進行處理分類，尚未涉及輸送帶防撕裂的研究。

鑒于上述問題，本發明提供一種帶式輸送機輸送帶撕裂的方法及裝置，以克服上述技術問題。

發明內容