[發明專利]基于計算機視覺的輸煤皮帶撕裂檢測方法

在審

• 申請號: 202111300263.0
• 申請日: 2021-11-04
• 公開（公告）號: CN113887525A
• 公開（公告）日: 2022-01-04
• 發明（設計）人: 孫新佳;孫曉剛;劉鵬飛;趙霞;高越;楊洋;楊娟麗
• 申請（專利權）人: 北京華能新銳控制技術有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 北京維知知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11503
• 代理人: 王玲芳

本發明公開了一種基于計算機視覺的輸煤皮帶撕裂檢測方法，包括：以第一預設頻率交替給予輸煤皮帶工作面垂直方向的第一線性結構光，以及沿所述輸煤皮帶送料方向成預設夾角的第二線性結構光；采集輸煤皮帶工作區域的視頻流；分別提取第一線性結構光對應的第一圖像幀構造第一數據集，提取第二結構光對應的第二圖像幀構造第二數據集；提取所述第一數據集及所述第二數據集中的相鄰的兩個圖像幀，分別針對兩幀圖像進行預處理后進行圖像疊加，多個疊加處理后的圖像幀構造為第三數據集；針對第三數據集進行特征識別，判斷是否存在撕裂區域，如是，記錄對應的第一圖像幀和第二圖像幀并發出檢測信號。

技術領域

本發明涉及一種生產監控方法，特別是一種基于計算機視覺的輸煤皮帶撕裂檢測方法。

背景技術

一般地，對于煤礦井下的工作面的煤炭進行運輸，主要依靠輸煤皮帶完成。但是，目前實際工況條件下，輸煤皮帶通常可能由于受到礦用卡車輸送量不均勻導致的負載過重或者過輕的情況時有發生。在這種工況下，不僅僅可能造成電力資源的浪費。同時也可能對輸煤皮帶產生損傷，這里最主要的損傷即為皮帶的老化撕裂。針對這一問題，目前成熟的解決方案有通過人工對輸煤線路進行定期巡檢，或者通過計算機視覺方式進行撕裂識別兩種方案。由于井下環境復雜且存在極大危險性，因此目前來說，通過計算機視覺方式進行識別已經變成主流方式。例如，在中國專利CN105293001A中，公開了一種基于圖像線結構匹配的皮帶縱向撕裂檢測方法。在該方法中，通過在待檢測的皮帶下方，設置圖像采集裝置，而后針對采集的圖像進行基于像素點的張量計算，并在進一步的計算目標像素的置信度，進而按照計算的方向還原撕裂位置。但發明人發現，目前這種算法，只能針對預設形制的撕裂，沒有普適性。在實際應用中，發明人還發現，該套算法計算量較大，而且系統準確率偏低。。

由此可以看出，目前現有技術仍然存在缺陷，需要改進。

發明內容

鑒于現有技術存在的上述問題，本發明的目的在于提供一種基于計算機視覺的輸煤皮帶撕裂檢測方法，該方法相對于目前現有技術來說，計算量較小且準確性性非常高。

為了實現上述目的，本發明提供的一種基于計算機視覺的輸煤皮帶撕裂檢測方法，包括：

以第一預設頻率交替給予輸煤皮帶工作面垂直方向的第一線性結構光，以及沿所述輸煤皮帶送料方向成預設夾角的第二線性結構光；

采集輸煤皮帶工作區域的視頻流；

分別提取第一線性結構光對應的第一圖像幀構造第一數據集，提取第二結構光對應的第二圖像幀構造第二數據集；提取所述第一數據集及所述第二數據集中的相鄰的兩個圖像幀，分別針對兩幀圖像進行預處理后進行圖像疊加，多個疊加處理后的圖像幀構造為第三數據集；

針對第三數據集進行特征識別，判斷是否存在撕裂區域，如是，記錄對應的第一圖像幀和第二圖像幀并發出檢測信號。

作為優選，在采集輸煤皮帶工作區域視頻流時，通過并列于所述第一線性結構光的光源的第一圖像采集單元進行垂直于輸煤皮帶工作面方向的視頻采集。

作為優選，位于輸煤皮帶工作面下方，還設置有第二圖像采集單元，該方法還包括，同步采用第一圖像采集單元和第二采集單元進行視頻流采集。

作為優選，所述第一數據集還包括在第一線性結構光的光源照射下，所述第二圖像采集單元采集的對應地的第三圖像幀，以及所述第二數據集還包括在第一線性結構光的光源照射下，所述第二圖像采集單元采集的對應地的第三圖像幀。

作為優選，所述第一線性結構光光源為紫外光源，所述第二線性結構光光源為紅外光源。

作為優選，針對兩幀圖像進行預處理后進行圖像疊加，包括：

對第一圖像幀和第二圖像幀分別進行二值化處理；

基于OpenCV針對經二值化處理的第一圖像幀和圖像幀進行圖像疊加。