基于圖像線結(jié)構(gòu)匹配的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種帶式輸送機(jī)皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法，尤其設(shè)及一種基于圖像線結(jié) 構(gòu)匹配的非接觸式的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在煤礦生產(chǎn)中，帶式輸送機(jī)是最主要的運(yùn)輸工具之一，帶式輸送機(jī)在輸送煤炭過(guò) 程中皮帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，如果發(fā)現(xiàn)不及時(shí)，會(huì)導(dǎo)致整條皮帶撕裂損壞，造成巨大的 經(jīng)濟(jì)損失。目前檢測(cè)皮帶縱向撕裂的方法有：沖擊檢測(cè)法（檢測(cè)皮帶介質(zhì)中沖擊力傳播）、 托漉異常受力檢測(cè)（分析托漉受力的異常狀況）、超聲波法（檢測(cè)皮帶介質(zhì)中超聲波傳 播）、壓敏電阻法（檢測(cè)皮帶下方漏料情況）、嵌入法（在皮帶中嵌入導(dǎo)電橡膠、光導(dǎo)纖維 等）等，另外還有基于線激光的圖像檢測(cè)法，上述檢測(cè)方法或是在原理上有一定缺陷，或是 需要皮帶撕裂較長(zhǎng)才能檢測(cè)到，或是成本較高，或是安裝組件多、安裝復(fù)雜，或是后期維護(hù) 繁瑣等。
[0003] 需要一種解決或至少改善現(xiàn)有技術(shù)中固有的一個(gè)或多個(gè)問(wèn)題的皮帶縱向撕裂檢 測(cè)方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 因此本發(fā)明的目的在于提供一種基于圖像線結(jié)構(gòu)匹配的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法， 該方法采用非接觸式檢測(cè)，檢測(cè)靈敏高，成本低，設(shè)備組件少，易安裝與維護(hù)。 陽(yáng)〇化]根據(jù)一種實(shí)施例形式，提供一種基于圖像線結(jié)構(gòu)匹配的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法， 本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：在皮帶下方安裝成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)光軸垂直于皮帶非承載 面，攝取清晰皮帶面圖像I，圖像水平方向?qū)?yīng)皮帶寬度方向，豎直方向?qū)?yīng)皮帶軸向方向， 具體步驟如下：
[0006] A1.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的張量T
[0007]
[000引其中，忙Iy]T表示圖像I中像素點(diǎn)（X，y)處的梯度，F(xiàn)。表示在像素點(diǎn)（X，y)鄰 域σ內(nèi)的平均操作；
[0009]Α2.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的結(jié)構(gòu)為線結(jié)構(gòu)的置信度C;
[0010]
W11] A3.找出所有^ >歲的像素點(diǎn)，k。為設(shè)定的參數(shù)；
[0012] A4.計(jì)算步驟A3所述的像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的結(jié)構(gòu)方向妍
[0013]
[0014] A5.計(jì)算方向(pG[―φ0,φ0]的像素點(diǎn)的慣性張量的特征值入
[0018] 表示在像素點(diǎn)位置（r，S)的灰度值，φ〇為給定的參數(shù)；
[0019] Α6.計(jì)算方向φG[-φ0,φ0]附像素點(diǎn)構(gòu)成的線長(zhǎng)度
[0020]
[0021] 若1 > 1。判定皮帶發(fā)生縱向撕裂，1。為給定的參數(shù)。
[0022] 在進(jìn)一步特定的但非限制性的形式中，計(jì)算圖像中像素點(diǎn)梯度的模板為：
[0023] ps= [0. 037659 0. 249153 0. 42637日 0. 249153 0. 037659]
[0024] ds= [0. 109604 -0. 276691 0 0. 276691 -0. 109604]
【附圖說(shuō)明】
[00巧]通過(guò)W下說(shuō)明，附圖實(shí)施例變得顯而易見(jiàn)，其僅W結(jié)合附圖描述的至少一種優(yōu)選 但非限制性實(shí)施例的示例方式給出。 陽(yáng)0%] 圖1為本發(fā)明方法的檢測(cè)原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027] 在皮帶下方安裝成像裝置，成像裝置光軸垂直于皮帶非載物面，攝取清晰皮帶圖 像I，圖像水平方向?qū)?yīng)皮帶寬度方向，豎直方向?qū)?yīng)皮帶軸向方向。圖1示出了皮帶發(fā)生 縱向撕裂時(shí)的示意圖，對(duì)獲取的皮帶圖像進(jìn)行如下處理：
[0028] A1.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的張量T
[0029]
[0030] 其中，忙Iy]T表示圖像I中像素點(diǎn)（X，y)處的梯度，F(xiàn)。表示在像素點(diǎn)（X，y)鄰 域σ內(nèi)的平均操作。梯度操作可采用sobel算子，為了更精確地探測(cè)邊方向，用如下參數(shù) 的梯度模板：
[0031] ps= [0. 037659 0. 249153 0. 42637日 0. 249153 0. 037659]
[0032] ds= [0. 109604 -0. 276691 0 0. 276691 -0. 109604]
[0033] F。為標(biāo)準(zhǔn)偏差為σ的高斯濾波器，σ的選擇也影響邊的探測(cè)精度。
[0034] Α2.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的結(jié)構(gòu)為線結(jié)構(gòu)的置信度C
[0035]
[0036] 當(dāng)C一 1時(shí)表示其σ鄰域內(nèi)結(jié)構(gòu)趨向線結(jié)構(gòu)；
[0037] A3.找出所有C含附像素點(diǎn)，k。為設(shè)定的參數(shù)
[0038] 當(dāng)皮帶發(fā)生縱向撕裂時(shí)，撕裂痕呈線結(jié)構(gòu)形狀，因此，設(shè)定線結(jié)構(gòu)置信度闊值k。， 找出所有線結(jié)構(gòu)置信度在闊值k。之上的象素點(diǎn)；
[0039] A4.計(jì)算所有線結(jié)構(gòu)置信度在闊值之上的像素點(diǎn)在鄰域σ內(nèi)結(jié)構(gòu)的方向
[0040]
[OOWA5.計(jì)算方向φe[-φ0，φ0]附像素點(diǎn)的慣性張量的特征值入
[0045] 表示在像素點(diǎn)位置（r，S)的灰度值，φ〇為給定的參數(shù)；
[0046] Α6.計(jì)算方向φG[―φ0,φ0]附像素點(diǎn)構(gòu)成的線長(zhǎng)度
[0047]
[0048] 若1 > 1。判定皮帶發(fā)生縱向撕裂，1。為給定的參數(shù)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于圖像線結(jié)構(gòu)匹配的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法，在皮帶下方安裝成像系統(tǒng)，成 像系統(tǒng)光軸垂直于皮帶非承載面，攝取清晰皮帶面圖像I，其特征在于包括以下步驟： A1.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的張量T其中，[IxIy]T表示圖像I中像素點(diǎn)（X，y)處的梯度，F(xiàn)。表示在像素點(diǎn)（X，y)鄰域。 內(nèi)的平均操作； A2.計(jì)算每個(gè)像素點(diǎn)σ鄰域內(nèi)的結(jié)構(gòu)為線結(jié)構(gòu)的置信度C;Α4.計(jì)算步驟A3所述的像素點(diǎn)在〇鄰域內(nèi)結(jié)構(gòu)的方向V?;Α5.計(jì)算方向(pe[―φο,φο]啲像素點(diǎn)的慣性張量的特征值λ1"表示在像素點(diǎn)位置（r，s)的灰度值，（PQi為給定的參數(shù)； A6.計(jì)算方向φG[-φ〇，φ〇]Ι的像素點(diǎn)構(gòu)成的線長(zhǎng)度若1 >lc判定皮帶發(fā)生縱向撕裂，1c為給定的參數(shù)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟A1中計(jì)算像素梯度的濾波器模板為： p5= [0. 037659 0. 249153 0. 426375 0. 249153 0. 037659] d5= [0. 109604 -0.276691 0 0.276691 -〇. 109604] 〇
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于圖像線結(jié)構(gòu)匹配的皮帶縱向撕裂檢測(cè)方法，在皮帶下方安裝成像系統(tǒng)，成像系統(tǒng)光軸垂直于皮帶非承載面，攝取清晰皮帶面圖像，檢測(cè)皮帶圖像中的線結(jié)構(gòu)，計(jì)算線結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)度，當(dāng)線的長(zhǎng)度大于設(shè)定的閾值時(shí)，判定皮帶發(fā)生縱向撕裂。該方法測(cè)量精度高，靈敏度高，設(shè)備簡(jiǎn)單、成本低，易安裝和維護(hù)，非接觸式檢測(cè)，檢測(cè)設(shè)備不會(huì)遭受磨損。
【IPC分類(lèi)】B65G43/02
【公開(kāi)號(hào)】CN105293001
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510708040
【發(fā)明人】伍云霞, 孫繼平
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)
【公開(kāi)日】2016年2月3日
【申請(qǐng)日】2015年10月28日