[发明专利]一种带式输送机机头物料堆积检测系统

说明书

本发明公开了种带式输送机机头物料堆积检测系统，包括平行搭接或垂直搭接的第一带式输送机和第二带式输送机，第二带式输送机的上端安装条形激光探头和工业相机，调整条形激光探头位置和激光条纹位置，使得激光条纹垂直于第二带式输送机皮带运行方向；还包括具体检测方法：无物料堆积或堆积较少时，工业相机获取的激光条纹图像为一较为平直或下凹较为平滑的曲线，作为初始参考基准；当有堆煤时，激光条纹投射在物料上，呈现出上凸特性，上凸程度不同反应堆积物料大小；通过实时检测激光条纹形状和提取其形状特征，计算与参考基准值形状之间包围的面积和平均高度偏差，判断当前物料体积大小和煤堆高度，若超过预设阈值，给出报警。

技术领域

本发明涉及物料运输技术领域，特别是一种带式输送机机头物料堆积检测系统。

背景技术

带式输送机在煤炭企业运用广泛，是组成完整流水作业线不可或缺的物流输送设备。在生产过程中，当一个部位发生问题，就会导致整个生产线关联停机，给生产造成重大损失。所以目前皮带运输机都加装了许多保护装置，它们在生产过程中发挥了一定作用。但是由于煤炭生产环境相对恶劣，机件容易锈蚀失灵，时常会出现漏报、误报的现象，到目前还没有一种可靠的技术能够完全解决下料仓口堆煤等常见事故。各生产单位主要依靠人工巡检来发现问题，但是由于人员经验不足、疲劳作业、空当、遗漏等因素无法杜绝事故发生，同时大大增加了人力成本。

传统的接触式检测方法，包括基于纯机械的堆煤检测装置和基于电气开关堆煤传感器，共同问题是容易受物料的湿度、粘度等影响使检测失效甚至损坏。无接触式的检测方法，基于视觉算法，系统包含两相机，两相机有一定间距且互呈角度，利用帧间图像差异比对和计算检测是否堆煤，该方法受光照条件影响过大，相机采集煤等对象图像，亮度低，对比度不明显，干扰较大。

发明内容

为了克服上述不足，本发明的目的是要提供一种带式输送机机头物料堆积检测系统，对经典的基于视觉的方法进行了改进，加入了激光条纹，只需要单部相机对激光条纹图像进行采集，进而用算法计算出堆煤大小即可，解决了图像亮度、对比度低，检测效果差等问题，能大大提升检测效率和效果。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种带式输送机机头物料堆积检测系统，包括平行搭接或垂直搭接的第一带式输送机和第二带式输送机，所述第一带式输送机上的物料流向第二带式输送机，所述第二带式输送机的上端安装条形激光探头和工业相机，所述条形激光探头垂直于第二带式输送机的皮带平面，条形激光探头发射红色或其它与煤、第二带式输送机等环境区分度明显的激光条纹，调整条形激光探头位置和激光条纹位置，使得激光条纹垂直于第二带式输送机皮带运行方向，所述工业相机的镜头倾斜朝下以能够完整拍摄第二带式输送机堆煤处全范围，所述检测系统还包括具体检测方法：无物料堆积或堆积较少时，工业相机获取的激光条纹图像为一较为平直或下凹较为平滑的曲线，作为初始参考基准；当有堆煤时，激光条纹投射在物料上，呈现出上凸特性，上凸程度不同反应堆积物料大小；所述检测系统通过实时检测激光条纹形状和提取其形状特征，计算与参考基准值形状之间包围的面积和平均高度偏差，判断当前物料体积大小和煤堆高度，若超过预设阈值，给出报警；

进一步的，所述检测系统的检测方法具体包括以下步骤：

Step1：利用条形激光探头向第二带式输送机发射激光条纹，激光条纹与第二带式输送机横截面平行，落点在第一带式输送机与第二带式输送机之间的落煤中心处；

Step2：在第二带式输送机空载情况下，工业相机采集落在第二带式输送机皮带上的激光条纹图像，记为：I₁(i,j)；

Step3：对Step2得到的图像进行二值化处理，得到B₁(i,j)，作为初始参考基准；

Step4：在第二带式输送机任意运行时刻t，工业相机采集落在带式输送机皮带上的激光条纹图像，记为：I_1t(i,j)；