CN103101741B - 激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，其特征在于它包括图像采集装置（1）、主控装置（2）和图像分析装置（3），所述图像采集装置（1）包括激光器（4）和摄像机（5），所述激光器（4）和摄像机（5）成对设置于输送带的一侧，所述激光器（4）垂直设置于输送带的正上方，所述摄像机（5）与激光器（4）呈一定夹角设置，所述主控装置（2）包括信号处理器（6）、光纤通信装置（7）和电源（8），所述图像分析装置（3）包括光纤通信装置（7）、PC机（9）和显示器（10）。本发明没有电离辐射及电磁辐射，同时也解决了机器视觉检测手段在输送带损伤特征提取过程中算法过于复杂的难题。

Description

激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法

技术领域

本发明涉及一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，尤其是根据激光线扫描图像检测输送带撕裂和表皮破损状况的输送带安全检测装置。

背景技术

带式输送机自1795年被发明以来，近二个多世纪的发展，已广泛应用于电力、冶金、煤炭、化工、矿山、港口等行业，具有运量大、运输连续、强度高等特点，在煤矿生产中是比较经济可靠的运输设备，得到了广泛的应用，已经成为井下原煤运输的主要运输设备。

由于杂质所引起的输送机输送带纵向撕裂事故时有发生，如果发现不及时，会导致整条输送带撕裂损坏，造成巨大的经济损失。为了解决这一技术难题，国内外专家尝试用很多种方法用于防撕裂检测，不过由于很多检测手段在原理上存在一定缺陷，或是成本较高、后期维护繁琐等原因，均无法保证准确、稳定地实现输送带撕裂检测的目的。其中，视觉方法是近几年新提出的检测手段，其优点在于非接触、无需设备改造，但由于图像处理算法的复杂性不能满足在线实时检测的作业需求，尚未在实际生产中得到应用。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，提供一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，能准确、高效、稳定地检测输送带工作时可能产生的表皮破损、撕裂等损伤状况，提高输送带的使用寿命。

本发明的目的是这样实现的：一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，它包括图像采集装置、主控装置和图像分析装置，所述图像采集装置与主控装置之间通过电缆连接，所述图像分析装置与主控装置之间通过光缆相连，所述图像采集装置包括激光器和摄像机，所述激光器和摄像机成对设置于输送带的一侧，所述激光器垂直设置于输送带的正上方，所述摄像机与激光器呈一定夹角设置，所述主控装置包括信号处理器、光纤通信装置和电源，所述图像分析装置包括光纤通信装置、PC机和显示器。

所述激光器和摄像机成对设置于输送带上下两侧。

所述激光器与摄像机的光轴夹角为60度。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1.系统所采用设备简单，成本低廉；

2.系统结构简单，便于安装及移动式检测；

3.与目前应用广泛的X光机检测及磁感应检测装置相比，具有无辐射的优点；

4.不仅能检测输送带撕裂穿透的损伤，还能检测出输送带表面损伤。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

其中：

图像采集装置1

主控装置2

图像分析装置3

激光器4

摄像机5

信号处理器6

光纤通信装置7

电源8

PC机9

显示器10。

具体实施方式

参见图1，本发明涉及一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，主要由图像采集装置1、主控装置2和图像分析装置3组成，所述图像采集装置1与主控装置2之间通过电缆连接，所述图像分析装置3与主控装置2之间通过光缆相连。

所述图像采集装置1包括激光器4和摄像机5，其作用是采集输送带表面的激光图像并实时地传递给主控装置2进行处理，所述激光器4向输送带表面投射一条波长为650nm的红色激光条纹作为辅助测量的结构光，激光线的方向与输送带的传输方向垂直，所述摄像机5设置在激光器4的一侧，并且摄像机5和激光器4均采用玻璃防护罩，有助于防止粉尘、煤渣等外界环境的干扰，所述激光器4及摄像机5的安装模式分两种：单侧模式和双侧模式，单侧模式指输送带的一侧安装激光器4和摄像机5，激光器4光轴与摄像机5光轴相交成60°，双侧模式指输送带上下两侧各安装一套激光器4和摄像机5，两套激光器4及摄像机5的位置上下对称。

所述主控装置2包括信号处理器6、光纤通信装置7和电源8，所述电源8给激光器4和摄像机5提供工作电压，摄像机5获取激光图像后通过电缆传送给信号处理器6。信号处理器6采用重心法提取激光线条中心点数据，然后根据线条的曲率及连续性转换成0-255之间的灰度数据序列（如水平线条对应的灰度值为128，缺失线条对应的灰度值为0，凸起的线条对应灰度值大于128,凹下的线条对应灰度值小于128），并将该灰度数据序列通过光纤通信装置7传送给图像分析装置3进行后续分析及显示。

所述图像分析装置包括光纤通信装置7、PC机9和显示器10，所述PC机9中的程序将光纤通信装置7传输来的线条数据拼接成输送带图像，输送带表面损伤的激光线为下凹型线条，对应到输送带图像上为颜色偏深的斑点区域，输送带撕裂的激光线为中断型线条，对应到输送带图像上为黑色斑点区域。程序采用blob检测的图像分析算法将斑点区域逐一检测出来，然后根据斑点区域颜色深浅及区域面积大小计算输送带的损伤严重程度。所述显示器10以播放电源动画的形式实时显示输送带图像，当输送带检测完一个周期后，程序自动生成一份输送带质量检测报告，将输送带表面损伤及撕裂损伤的检测结果在报告中详细展示。在检测过程中，当发现输送带损伤程度较大时，系统及时产生声光报警，提醒工作人员注意。

Claims (3)

1.一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，其特征在于它包括图像采集装置（1）、主控装置（2）和图像分析装置（3），所述图像采集装置（1）与主控装置（2）之间通过电缆连接，所述图像分析装置（3）与主控装置（2）之间通过光缆相连，所述图像采集装置（1）包括激光器（4）和摄像机（5），所述激光器（4）和摄像机（5）成对设置于输送带的一侧，所述激光器（4）垂直设置于输送带的正上方，所述摄像机（5）与激光器（4）呈一定夹角设置，所述主控装置（2）包括信号处理器（6）、光纤通信装置（7）和电源（8），所述图像分析装置（3）包括光纤通信装置（7）、PC机（9）和显示器（10），信号处理器（6）采用重心法提取激光线条中心点数据，然后根据线条的曲率及连续性转换成0-255之间的灰度数据序列，并将该灰度数据序列通过光纤通信装置（7）传送给图像分析装置（3）进行后续分析及显示，所述PC机（9）中的程序将光纤通信装置（7）传输来的线条数据拼接成输送带图像，输送带表面损伤的激光线为下凹型线条，对应到输送带图像上为颜色偏深的斑点区域，输送带撕裂的激光线为中断型线条，对应到输送带图像上为黑色斑点区域，程序采用blob检测的图像分析算法将斑点区域逐一检测出来，然后根据斑点区域颜色深浅及区域面积大小计算输送带的损伤严重程度。

2.根据权利要求1所述的一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，其特征在于所述激光器（4）和摄像机（5）成对设置于输送带上下两侧。

3.根据权利要求1或2所述的一种激光视觉输送带损伤检测装置的实现方法，其特征在于所述激光器（4）与摄像机（5）的光轴夹角为60度。