[实用新型]一种基于机器视觉的煤体积动态计量装置

说明书

目前皮带机上动态煤体积计量的装置主要有电子皮带秤称重和料流传感器测高度。这两种计量都存在误差较大，都存在少量煤时无法检测的问题，电子皮带秤还需要经常进行校准，可见这两种方法在大范围推广上具有局限性。其他煤体积计量装置处于试验研究阶段尚不成熟，故需要一种可行且能大范围应用于皮带机上的精准动态煤体积计量装置。本实用新型涉及一种基于机器视觉的煤体积动态计量装置，采用激光斜射法三角测距原理得到煤轮廓各点高度，然后通过积分运算得到某时刻轮廓面积和一段时间内的体积，实现对皮带上煤体积的计量。本实用新型具有测量精度高、误差小的特点，能够实现皮带机上的精准动态煤体积计量。

技术领域

本实用新型属于皮带输送机上动态煤体积计量领域，尤其涉及一种基于机器视觉的煤体积动态计量装置。

背景技术

目前皮带机上动态煤体积计量的装置主要有电子皮带秤称重和料流传感器测高度。这两种计量装置都存在误差较大，都存在少量煤时无法检测的问题，电子皮带秤还需要经常进行校准，可见这两种装置在大范围推广上具有局限性。其他煤体积计量装置处于试验研究阶段尚不成熟，故需要一种可行且能大范围应用于皮带机上的精准动态煤体积计量装置。

实用新型内容

为了解决现有技术中皮带机上煤体积无法实现高精度动态计量的问题，本实用新型采用激光斜射法三角测距原理得到煤轮廓各点高度，然后通过积分运算得到某时刻轮廓面积和一段时间内的体积，实现对皮带上煤体积的计量。本实用新型具有测量精度高、误差小的特点，能够实现皮带机上的精准动态煤体积计量。

本实用新型提出的一种基于机器视觉的煤体积动态计量装置，包括固定支架、隔爆箱、反光板、CCD相机、结构光图案激光器和分析装置；固定支架包括扣件、立柱、滑槽、横梁；固定支架通过扣件扣合安装于皮带两侧圆管上，立柱插接于扣件上，横梁两端固定安装于立柱顶端，滑槽可在横梁上滑动且设置有紧固螺钉；隔爆箱上部箱盖通过螺栓与滑槽相连；隔爆箱一侧设有反光板安装臂，反光板则安装于安装臂上，反光板角度可调节；

CCD相机和结构光图案激光器成90度安装于隔爆箱内，隔爆箱上设置两个钢化玻璃透窗，一个透窗用于激光的透射，光线通过透窗投射到反光板上，调节反光板角度并固定，可改变光线的位置和范围，以使其能在CCD相机上完整成像，另一个透窗用于CCD相机的透视，以便通过其摄取图像，实现对被测目标图像的实时获取；分析装置则通过对目标图像数据的采集与处理得到煤体积。

进一步的，扣件包括扣合结构和套管，扣合结构由通过销钉转动连接的两个半圆柱组成，两个半圆柱开口端具有凸缘，扣合结构扣合后通过设置于凸缘上的螺栓固定；扣合结构上部半圆柱外壁设置有套管；

进一步的，CCD相机画幅宽度1.2-1.3米，帧率60fps，像素为500万，识别精度为1mm，相机采用GiGE数据接口，支持Poe供电；

进一步的，结构光图案激光器能够发出均匀一字线结构光，波长为520nm，出瞳功率为34mW，扇形角为75°，采用数字调制方式；

进一步的，结构光图案激光器发出一字线激光光斑，投射在皮带的煤上，煤轮廓发生变化后，光斑形状也随之改变，CCD相机则实时捕捉激光线条纹的情况；

进一步的，反光板为金属反光板；

进一步的，横梁具有多种长度以适应不同皮带宽度；

进一步的，立柱上方设计有导槽，横梁插入立柱上方导槽后固定；立柱上方导槽可以降低对安装精度的要求且有助于稳定。

本实用新型的基于机器视觉的煤体积动态计量装置的工作原理为结构光图案激光器发出一字线激光光斑，投射在皮带的煤上，煤轮廓发生变化后，光斑形状也随之改变，CCD相机则实时捕捉激光线条纹的情况，分析装置根据激光斜射法三角测距原理得到煤轮廓各点高度，然后通过积分运算得到某时刻轮廓面积和一段时间内的体积，实现对皮带上煤体积的计量。