[发明专利]一种基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法

说明书

本发明一种基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法，属于煤矿胶带检测领域；所要解决的技术问题是提供了简单、检测可靠以及实时性高的矿用胶带预警撕裂检测方法；技术方案为：使用红外探测模块采集矿用胶带红外图像；对采集的原始图像进行图像边界扩充；使用高斯滤波对边界扩充后的图像进行平滑处理；采用分割阈值将滤波后图像进行二值化处理；对二值图像进行形态学滤波；对滤波后的图像进行连通域检测；根据连通域检测结果，判断矿用胶带是否存在潜在风险；计算原始图像的连通域与域外平均灰度的差值；通过平均灰度差值判定矿用胶带状态。

技术领域

本发明一种基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法，属于煤矿胶带检测技术领域。

背景技术

矿用胶带作为煤矿生产大动脉，承担煤炭运输生产的重要任务。在日常生产中，常会有矸石或金属等异物夹杂在煤炭中，与煤炭一起从落料口落在矿用胶带上，极易造成胶带的纵向撕裂，一旦发生纵向撕裂，将会造成巨大的经济损失甚至是人员伤害。因此对矿用胶带进行实时和可靠的纵向撕裂安全检测显得极为重要。

近几年，随着计算机处理速度的提高以及红外图像技术的迅速发展，基于红外图像的矿用胶带纵向撕裂检测技术得到了逐步发展。但由于红外成像原理及使用环境影响等原因，所获取的图像具有亮度相对偏低、对细节反应能力较差的问题，因此使用红外检测方法时如何对采集图像的进行处理就显得极为重要。当前常见矿用胶带红外图像处理步骤为采集原始图像，滤波、增强，通过固定阈值二值化图像，最后通过直线检测或者边缘检测完成纵向撕裂识别。然而，矿用胶带红外图像实际采集过程中，由于胶带处于实时动态运行，采集的红外图像整体灰度值变化较大，使用固定阈值进行图像二值化处理通常难以获得满意效果，在此基础上进一步检测会出现存在多条直线或者多边缘情况，造成矿用胶带的纵向撕裂检测正确率下降。

发明内容

本发明一种基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法，克服了现有技术存在的不足，提供了一种有效、可靠的以及实时性高的基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于红外图像的实时矿用胶带预警撕裂检测方法，用于矿用胶带纵向撕裂实时监测，包括以下步骤：

S10.使用红外探测模块采集矿用胶带红外图像；

S20.对采集的原始图像进行图像边界扩充；

S30.使用高斯滤波对边界扩充后的图像进行平滑处理；

S40.采用分割阈值将滤波后图像进行二值化处理；

S50.对二值图像进行形态学滤波；

S60.对形态学滤波后的图像进行连通域检测；

S70.根据连通域检测结果，判断矿用胶带是否存在潜在风险；

S80.计算原始图像的连通域与域外平均灰度的差值；

S90.通过平均灰度差值判定矿用胶带状态。

进一步，所述步骤S10中的红外探测模块安装在上胶带和下胶带之间，通过连接支架固定在胶带大架上，红外探测模块采集上胶带下表面的图像信息。

进一步，在所述步骤S20中，以原始图像为基准，逐行进行常量类型边界扩展，分别拓展原始图像的左边界、右边界、上边界及下边界。

进一步，在所述步骤S40中，在确定分割阈值时使用自动阈值迭代方法，自动阈值迭代方法包括以下步骤：

S41.统计前一帧高斯滤波后图像各灰度级的像素个数N_i，i＝0,1,…,L-1；其中L是灰度级的个数，得到胶带红外图像直方图；

S42.计算直方图中每个灰度i在直方图中出现的频率f(i)，N为原始图像总像素值；