[发明专利]一种基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法

说明书

本发明公开了一种基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法，包括，基于FPGA平台的数字图像处理策略，将摄像头装到斗轮机堆取料机回转轴上；以所述FPGA平台作为主控硬件平台，驱动所述摄像头读取图像数据并对其进行数据处理，提取目标信息；利用回转标靶识别算法构建数字模型，对所述斗轮机的回转角度进行量化；将衰减因子通过射频模块发送到回转电机控制PLC上，完成各回转角度煤流量的均衡。本发明能够实时准确的对大车行程和悬臂皮带回转角度进行测量，针对火力发电系统中斗轮机的位置及姿态测量也具有较强的可靠性，通过引进数字图像处理进一步解决矫正困难的难题，大大提高了可行性。

技术领域

本发明涉及斗轮机回转角度识别标靶与煤流均衡的技术领域，尤其涉及一种基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法。

背景技术

煤场是火力发电系统最重要的燃料储存场所，而斗轮机是煤场中最重要的燃料堆取料设备，斗轮机高效可靠的运行是确保整个火力发电系统最重要的一环，而斗轮机的有效定位又是其高效运行的关键因素传统的测量方式是将行程测量精密滑阻通过此轮与电力设备的行程齿轮之间传动位移量，其运行中容易产生误差而且矫正不可靠。

现有常用的GPS或北斗定位法，高精度意味着低速度，但由于斗轮机除皮带机以外其他机械结构运行缓慢的特殊运动特性，基于卫星定位的方法一定程度上能满足其应用，因环保形势，根据《京津冀及周边地区2017-2018年秋冬季大气污染综合治理攻坚行动方案》和中国华能集团公司《关于印发中国华能集团公司京津冀及周边地区2017－2018年秋冬季大气污染综合治理实施方案的通知》，要求燃煤电力企业未封闭煤场封闭，基于GPS的定位方法不能满足室内使用要求，并且其本身数据容易受周围钢铁、煤垛等环境因素影响，可靠性不高。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明。

因此，本发明提供了一种基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法，能够解决识别标靶的选定和图像数据中实时目标的提取困难、矫正困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：包括，基于FPGA平台的数字图像处理策略，将摄像头装到斗轮机堆取料机回转轴上；以所述FPGA平台作为主控硬件平台，驱动所述摄像头读取图像数据并对其进行数据处理，提取目标信息；利用回转标靶识别算法构建数字模型，对所述斗轮机的回转角度进行量化；将衰减因子通过射频模块发送到回转电机控制PLC上，完成各回转角度煤流量的均衡。

作为本发明所述的基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法的一种优选方案，其中：利用所述数字模型获取所述斗轮机的取煤流量，包括，

f＝ρ×Δ×h×v

其中，f为单位时间内的上煤质量，ρ为煤密度，Δ为取料深度，即斗轮机取煤轮斗沿取煤轨迹法线方向上的深度，h为取煤层高，即分层取煤时的每层高度，v为回转速度，即悬臂末端的线速度。

作为本发明所述的基于图像处理的斗轮机回转角度测量及煤流均衡方法的一种优选方案，其中：利用FPGA量化模块实时计算得出悬臂角度，包括，取料深度Δ是一个随着角度变化的值，当回转角度θ大时，则所述取料深度Δ小；利用控制回转角度策略完成煤流均衡，当角度θ30°或θ150°时，电机回转速度不衰减；当30°θ60°或120°θ150°时，电机回转速度衰减1/3；当60°θ120°时，电机回转速度衰减2/3；衰减值通过所述FPGA平台驱动无线模块发送到斗轮机回转电机PLC调频器上；在MSP430控制器中加入所述悬臂角度，即接收到的衰减值只为1以内的正小数，当衰减值大于1时，默认不接收。