一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,具體涉及一種基于圖 像的礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置及方法,屬于礦用帶式輸送機(jī)斷帶保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 礦用帶式輸送機(jī)斷帶情況時(shí)有發(fā)生,造成的后果極為嚴(yán)重。目前已有多種斷帶保 護(hù)系統(tǒng)、方法及裝置,斷帶保護(hù)就是通過(guò)檢測(cè)裝置檢測(cè)到帶式輸送機(jī)斷帶之后,利用機(jī)械或 者液壓抓捕裝置進(jìn)行抓捕,防止帶式輸送機(jī)整體垮落,造成更大的煤礦安全事故。
[0003] 斷帶檢測(cè)裝置需要準(zhǔn)確、快速地判斷帶式輸送機(jī)是否發(fā)生斷帶故障,然后發(fā)出相 應(yīng)動(dòng)作指令;現(xiàn)有技術(shù)中常用的斷帶檢測(cè)方法包括拉力傳感器檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、X光 檢測(cè)法等,這些檢測(cè)方法均需要在帶式輸送機(jī)沿線布置多個(gè)檢測(cè)裝置,但是多個(gè)監(jiān)測(cè)裝置 檢測(cè)到的數(shù)據(jù)經(jīng)常存在冗余或矛盾的情況,且只要其中一個(gè)檢測(cè)裝置發(fā)生故障,整個(gè)系統(tǒng) 就無(wú)法可靠工作,需要停止生產(chǎn)檢修故障,費(fèi)工費(fèi)時(shí),成本高昂,可靠性低。
[0004] 中國(guó)專利CN203283810U、CN100594375C、CN102951426B、CN103910181A分別公開 了四種基于圖像的礦用皮帶機(jī)巡檢系統(tǒng),通過(guò)在皮帶上方或者下方安裝皮帶運(yùn)行圖像獲取 裝置,并進(jìn)行計(jì)算,判斷當(dāng)前皮帶機(jī)的運(yùn)行狀況。但是這幾個(gè)專利都存在以下缺陷:1.檢測(cè) 裝置安裝在皮帶上方或者下方,當(dāng)皮帶發(fā)生斷帶時(shí),如果檢測(cè)裝置不在斷帶點(diǎn)附近,往往無(wú) 法第一時(shí)間判斷皮帶斷帶,由此可能造成災(zāi)難性后果;2.這些專利中所涉及的斷帶判斷算 法,沒(méi)有考慮到皮帶在準(zhǔn)備運(yùn)行、正常運(yùn)行、準(zhǔn)備停機(jī)以及停機(jī)情況下,以及帶式輸送機(jī)的 不同張緊情況和不同負(fù)載情況下的運(yùn)行情況,算法的可靠性不高;3.圖像信號(hào)未能進(jìn)行除 噪和壓縮處理,因此判斷精度與判斷速度大受影響。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005] 為解決上述問(wèn)題,本發(fā)明提供一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法,無(wú) 需布置多個(gè)檢測(cè)裝置,系統(tǒng)簡(jiǎn)單,可以有效避免多個(gè)檢測(cè)裝置的傳感數(shù)據(jù)之間存在的數(shù)據(jù) 冗余或矛盾,檢測(cè)準(zhǔn)確性高;可以第一時(shí)間判斷皮帶斷裂,判斷速度快,方法可靠。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案:一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置,包括 圖像采集模塊,其特征在于,還包括防爆外殼、超微計(jì)算機(jī)模塊和本安型電源,所述圖像采 集模塊為礦用防爆攝像頭,礦用防爆攝像頭、超微計(jì)算機(jī)和本安型電源均設(shè)置在防爆外殼 內(nèi),防爆殼體通過(guò)支架安裝在皮帶張緊滾筒的支撐座上;超微計(jì)算機(jī)與帶式輸送機(jī)的主控 制系統(tǒng)相連。
[0007] 所述礦用防爆攝像頭將帶式輸送機(jī)張緊滾筒處的情況實(shí)時(shí)拍攝,并將拍攝到的圖 像傳輸?shù)匠⒂?jì)算機(jī)模塊中;所述超微計(jì)算機(jī)模塊對(duì)圖像進(jìn)行深度處理,根據(jù)帶式輸送機(jī) 斷帶前后張緊滾筒處圖像畫面的不同,檢測(cè)帶式輸送機(jī)是否發(fā)生斷帶,并將判斷結(jié)果傳輸 到帶式輸送機(jī)的主控制系統(tǒng);所述礦用本安型電源采用AC127V/DC24V本安電源,將煤礦井 下運(yùn)用廣泛的127V交流電轉(zhuǎn)換成24V直流電,為上述礦用防爆攝像頭和超微計(jì)算機(jī)模塊供 電。
[0008] 所述超微計(jì)算機(jī)模塊是基于SoC平臺(tái)的片上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)模塊中設(shè)有核心 處理器、RAM、R0M、網(wǎng)絡(luò)通信接口等元件;所述網(wǎng)絡(luò)通信接口是基于TCP/IP協(xié)議的數(shù)據(jù)傳輸 接口,用于將超微計(jì)算機(jī)對(duì)圖像的處理結(jié)果傳輸給帶式輸送機(jī)的主控制系統(tǒng)。
[0009] 防爆殼體上與礦用防爆攝像頭拍攝面相對(duì)應(yīng)的面為防爆透明玻璃,其余面為鋼 板;防爆殼體上至少有兩個(gè)喇機(jī)口。礦用防爆攝像頭透過(guò)防爆殼體一側(cè)的防爆透明玻璃,將 張緊滾筒附近的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)拍攝;防爆殼體上的喇叭口用于供電或者數(shù)據(jù)傳輸。
[0010] 一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)方法,包括以下步驟:
[0011] 第一步、建立坐標(biāo)系,以張緊滾筒的圓心為坐標(biāo)原點(diǎn),以張緊力的方向?yàn)閄軸正方 向,垂直于X軸向上的方向?yàn)閥軸正方向,建立起平面二維坐標(biāo)系;
[0012] 第二步、設(shè)定帶式輸送機(jī)正常運(yùn)行時(shí),礦用防爆攝像頭的拍攝區(qū)域范圍;
[0013] 第三步、圖像除噪與壓縮,
[0014] a、對(duì)現(xiàn)場(chǎng)采集到的圖像進(jìn)行二維小波包分解,獲取圖像的最優(yōu)小波基;b、對(duì)圖像 進(jìn)行小波包分解之后,利用小波包工具箱對(duì)信號(hào)進(jìn)行壓縮和去噪,獲取壓縮和去噪之后圖 像的近似部分;c、對(duì)圖像進(jìn)行重構(gòu);
[0015] 第四步、邊緣檢測(cè),在對(duì)信號(hào)進(jìn)行除噪和壓縮之后,利用乘性梯度算子進(jìn)行圖像邊 緣檢測(cè);
[0016] 第五步、斷帶判斷,將實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的邊緣點(diǎn)x、y坐標(biāo)與第二步中劃定的帶式輸送機(jī) 正常運(yùn)行區(qū)域進(jìn)行比較,若邊緣點(diǎn)的X或y軸坐標(biāo)中分別有至少10個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)值超出上述 區(qū)域,即判斷為斷帶,否則即未斷帶。
[0017] 所述小波包工具包是安裝在超微計(jì)算機(jī)上的Matlab軟件中自帶的圖像分析與處 理工具包。
[0018] 本發(fā)明中的檢測(cè)裝置與張緊滾筒之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng),因此無(wú)論帶式輸送機(jī)處于準(zhǔn) 備啟動(dòng)、正常運(yùn)行、準(zhǔn)備停機(jī)、停機(jī)或者張緊滾筒處于不同張緊位置時(shí),攝像頭拍攝到的滾 筒位置不變,大大提高了檢測(cè)參數(shù)的準(zhǔn)確性和可靠性;且本發(fā)明中的檢測(cè)方法通過(guò)對(duì)圖像 進(jìn)行邊緣檢測(cè),并對(duì)圖像進(jìn)行了濾波、壓縮和去噪處理,因此判斷精度更高,判斷速度也得 到了進(jìn)一步提升。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明中礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置的安裝位置示意圖;
[0020] 圖2是礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置示意圖;
[0021] 圖3是小波包分解示意圖;
[0022] 圖4是本發(fā)明中礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)方法的流程控制示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024] 如圖1和圖2所示,一種礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置,包括圖像采集模塊,其特 征在于,還包括防爆外殼、超微計(jì)算機(jī)模塊和本安型電源,所述圖像采集模塊為礦用防爆攝 像頭,礦用防爆攝像頭、超微計(jì)算機(jī)和本安型電源均設(shè)置在防爆外殼內(nèi),防爆殼體通過(guò)支架 安裝在皮帶張緊滾筒的支撐座上;超微計(jì)算機(jī)與帶式輸送機(jī)的主控制系統(tǒng)相連。
[0025] 張緊滾筒1為皮帶的張緊裝置,因此將礦用帶式輸送機(jī)斷帶檢測(cè)裝置2安裝在張 緊滾筒1的支撐座上,使其與皮帶滾筒無(wú)相對(duì)運(yùn)動(dòng),攝像頭拍攝到的滾筒位置不變。
[0026] 所述礦用防爆攝像頭將帶式輸送機(jī)張緊滾筒處的情況實(shí)時(shí)拍攝,并將拍攝到的圖 像傳輸?shù)匠⒂?jì)算機(jī)模塊中;所述超微計(jì)算機(jī)模塊對(duì)圖像進(jìn)行深度處理,根據(jù)帶式輸送機(jī) 斷帶前后張緊滾筒處圖像畫面的不同,檢測(cè)帶式輸送機(jī)是否發(fā)生斷帶,并將判斷結(jié)果傳輸 到帶式輸送機(jī)的主控制系統(tǒng);所述礦用本安型電源采用AC127V/DC24V本安電源,將煤礦井 下運(yùn)用廣泛的127V交流電轉(zhuǎn)換成24V直流電,為上述礦用防爆攝像頭和超微計(jì)算機(jī)模塊供 電。
[0027] 所述超微計(jì)算機(jī)模塊是基于SoC平臺(tái)的片上計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)模塊中設(shè)有核心 處理器、RAM、R0M、網(wǎng)絡(luò)通信接口等元件;所述