[发明专利]一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统

说明书

本发明提出了一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，该方法包括使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。该系统包括第一采集装置，设置在斗轮机大臂上；第二采集装置，设置在斗轮机车体的一端和/或另一端；处理单元，分别与第一采集装置和第二采集装置连接；显示装置，设置在斗轮机操作室内，并与处理单元连接；本发明提出的视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统能够更为精准的获取斗轮机实际的工作情况，避免危险发生。

技术领域

本发明涉及干煤棚内的斗轮堆取料机智能防护领域，特别是指一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统。

背景技术

斗轮机又叫斗轮堆取料机，具有堆料和取料功能，是一种高效率连续装卸散料的大型机械设备。堆取料机广泛应用于大型散货港口、火力发电厂的储煤场、大型土方工程工地或大型钢铁厂的矿石煤炭原料场、大型水泥厂等地；通过斗轮机进行挖取堆放煤炭、沙石或焦炭等物料。堆取料机是由斗轮挖掘机演变而来的，可与卸车机、皮带输送机等组成储料场运输机械化系统，因其作业效率高，所以成为现代化工业大宗散状物料连续装卸的高效设备，并得到广泛应用。

实际应用的过程中，斗轮机都是单台布置在一条轨道上操作运行的，但有时受地理环境限制，或为了合理高效地实现配煤，会在同一条轨道上布置两台或多台斗轮机进行作业；而这样做会存在如下问题：

斗轮机在行走过程中，多个斗轮机之间的大臂可能会发生碰撞；或大臂会与其他障碍物发生碰撞；如在夜间工作时，受照明及视线限制，斗轮机车体与障碍物或行人会发生碰撞；

现有技术中，斗轮机防碰撞方法大多需要结合斗轮机的行走数据和回转数据，而这些数据是通过编码器来获得的，但是由于堆取料机料场举例较长、轨道不平且粉尘较多等原因，一旦出现行走轮打滑现象，编码器数据就会出现不准确情况，在长时间运行中编码器存在误差积累，使数据出现偏差，导致系统出现错误判断；

另一种方式是在斗轮机大臂上安装激光雷达等设备来检测周围是否有障碍物，以避免与障碍物发生碰撞，然而因料场地面不平、粉尘较大、大雾与光照等诸多恶劣气候均会对激光雷达发射的信号产生影响，故使得测量结果存在一定偏差；虽然在干煤棚外可以设置差分GPS定位来提高精度，但是在干煤棚内不易接收信号，造成定位效果降低，另外通过定位的方式整体成本也会增高。

因此，一种能够定位精度高且成本合理的斗轮机防撞系统迫切需要。

发明内容

本发明提出一种视频差分方法及适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，解决了上述现有技术中的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：

一种视频差分方法，包括：

S1、使用三帧视频序列的灰度图像进行差分；

S2、对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行处理；

S3、提取两幅图像中前景图像的交集，得到提取的共同部分。

作为进一步的技术方案，所述S1步骤包括：

使用三帧视频序列的灰度图像，以中间一帧为背景帧，将相邻两帧的灰度图像分别与背景帧图像进行差分。

作为进一步的技术方案，所述S2步骤包括：

对差分后的其中两帧进行分割，得到两幅二值化图像，并对得到的两个二值化图像进行逻辑与运算。

作为进一步的技术方案，所述S3步骤包括：

提取两幅图像中前景图像的交集，得到两次目标轮廓提取的共同部分。

本发明还提出了一种适用于干煤棚内的斗轮机防护系统，包括：