CN110252504A - 基于信号采集的随动控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于信号采集的随动控制系统，所述系统包括：颗粒粉碎机，用于接收输送的多个煤矿颗粒，对所述多个煤矿颗粒执行粉碎操作，以获得粉碎后的煤块碎片；枪型摄像机，设置在将多个煤矿颗粒送往所述颗粒粉碎机的传送带的上方，用于对传送带所在场景进行摄像操作，以获得并输出相应的传送带采集图像。本发明的基于信号采集的随动控制系统原理可靠，运行有效。由于基于颗粒粉碎机前端的各个煤矿颗粒对象的各个最大径向半径的定制探测结果，实现对颗粒粉碎机的功率的随动控制，从而在保障粉碎效果的同时有效减低了设备的功耗。

Description

基于信号采集的随动控制系统

技术领域

本发明涉及信号处理领域，尤其涉及一种基于信号采集的随动控制系统。

背景技术

粉碎机是将大尺寸的固体原料粉碎至要求尺寸的机械。粉碎机由粗碎、细碎、风力输送等装置组成，以高速撞击的形式达到粉碎机之目的。利用风能一次成粉，取消了传统的筛选程序。主要应用矿山，建材等多种行业中。

根据被碎料或碎制料的尺寸可将粉碎机区分为粗碎机、粉碎机、超微粉碎机。

在粉碎过程中施加于固体的外力有剪切、冲击、碾压、研磨四种。剪切主要用在粗碎(破碎)以及粉碎作业，适用于有韧性或者有纤维的物料和大块料的破碎或粉碎作业；冲击主要用在粉碎作业中，适于脆性物料的粉碎；碾压主要用在高细度粉碎(超微粉碎)作业中，适于大多数性质的物料进行超微粉碎作业；研磨主要用于超微粉碎或超大型粉碎设备，适于粉碎作业后的进一步粉碎作业。

实际的粉碎过程往往是同时作用的几种外力，但高端粉碎机都是根据粉碎环境而量身定做的。

目前，用于粉碎煤矿颗粒的粉碎机的功率控制模式较为单一，通常凭借操作人员的肉眼对要处理的煤矿颗粒进行大小认定，基于个人的认定结果进行粉碎机的功率选择，这种过于依赖人工经验的非自动化控制机制显然无法满足当前煤矿产业对设备发展的需求。

发明内容

本发明至少具备以下三处重要的发明点：

(1)基于颗粒粉碎机前端的各个煤矿颗粒对象的各个最大径向半径的定制探测结果，实现对颗粒粉碎机的功率的随动控制，从而在保障粉碎效果的同时有效减低了设备的功耗；

(2)在图像复原处理的基础上，基于图像剧烈变化等级的不同决定对图像的各个颜色子图像执行不同策略的边缘增强处理机制，从而保证了图像的边缘增强处理效果；

(3)基于图像的分辨率对图像执行区域分割处理，计算各个图像区域的各个对比度的均方差，以获得与所述均方差对应的对比度的剧烈变化等级。

根据本发明的一方面，提供了一种基于信号采集的随动控制系统，所述系统包括：颗粒粉碎机，用于接收输送的多个煤矿颗粒，对所述多个煤矿颗粒执行粉碎操作，以获得粉碎后的煤块碎片。

更具体地，在所述基于信号采集的随动控制系统中，所述系统还包括：枪型摄像机，设置在将多个煤矿颗粒送往所述颗粒粉碎机的传送带的上方，用于对传送带所在场景进行摄像操作，以获得并输出相应的传送带采集图像。

更具体地，在所述基于信号采集的随动控制系统中，所述系统还包括：功率控制设备，与所述颗粒粉碎机连接，用于基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制；在所述功率控制设备中，基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制包括：接收到的平均半径越大，控制的所述颗粒粉碎机的粉碎功率越大；区域处理设备，与所述枪型摄像机连接，用于接收所述传送带采集图像，基于所述传送带采集图像的分辨率对所述传送带采集图像执行区域分割处理，以获得各个图像区域；对比度采集设备，与所述区域处理设备连接，用于检测每一个图像区域的对比度；参数辨识设备，与所述对比度采集设备连接，用于接收各个图像区域的各个对比度，计算所述各个对比度的均方差，以获得与所述均方差对应的对比度的剧烈变化等级。

本发明的基于信号采集的随动控制系统原理可靠，运行有效。由于基于颗粒粉碎机前端的各个煤矿颗粒对象的各个最大径向半径的定制探测结果，实现对颗粒粉碎机的功率的随动控制，从而在保障粉碎效果的同时有效减低了设备的功耗。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的基于信号采集的随动控制系统的枪型摄像机下方的传送带的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的基于信号采集的随动控制系统的实施方案进行详细说明。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种基于信号采集的随动控制系统，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的基于信号采集的随动控制系统的枪型摄像机下方的传送带的结构示意图。其中，1为第一传送机构，2为第二传送机构。

根据本发明实施方案示出的基于信号采集的随动控制系统包括：

颗粒粉碎机，用于接收输送的多个煤矿颗粒，对所述多个煤矿颗粒执行粉碎操作，以获得粉碎后的煤块碎片。

接着，继续对本发明的基于信号采集的随动控制系统的具体结构进行进一步的说明。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

枪型摄像机，设置在将多个煤矿颗粒送往所述颗粒粉碎机的传送带的上方，用于对传送带所在场景进行摄像操作，以获得并输出相应的传送带采集图像。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

功率控制设备，与所述颗粒粉碎机连接，用于基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制；

在所述功率控制设备中，基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制包括：接收到的平均半径越大，控制的所述颗粒粉碎机的粉碎功率越大；

区域处理设备，与所述枪型摄像机连接，用于接收所述传送带采集图像，基于所述传送带采集图像的分辨率对所述传送带采集图像执行区域分割处理，以获得各个图像区域；

对比度采集设备，与所述区域处理设备连接，用于检测每一个图像区域的对比度；

参数辨识设备，与所述对比度采集设备连接，用于接收各个图像区域的各个对比度，计算所述各个对比度的均方差，以获得与所述均方差对应的对比度的剧烈变化等级；

复原处理设备，与所述参数辨识设备连接，用于在接收到的剧烈变化等级高于预设等级阈值时启动对所述传送带采集图像的接收，并对所述传送带采集图像执行图像复原处理，以获得即时复原图像；

数据解析设备，与所述复原处理设备连接，用于接收所述即时复原图像，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下R颜色子图像的边缘增强处理强度，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下G颜色子图像的边缘增强处理强度，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下B颜色子图像的边缘增强处理强度；

定制处理设备，与所述数据解析设备连接，用于对所述即时复原图像RGB空间下的R颜色子图像、G颜色子图像和B颜色子图像并行执行各自边缘增强处理强度的边缘增强处理，以获得对应的定制处理图像；

色阶调整设备，用于接收所述定制处理图像，对所述定制处理图像执行色阶调整处理，以获得并输出色阶调整图像；

面积识别设备，与所述色阶调整设备连接，用于基于煤体成像特征从所述色阶调整图像中提取出多个煤矿颗粒对象，基于每一个煤矿颗粒对象在所述色阶调整图像中占据的面积比例以及其在所述色阶调整图像中的景深确定其实际面积；

半径解析设备，与所述面积识别设备连接，用于针对每一个煤矿颗粒对象执行以下处理：基于所述煤矿颗粒对象实际面积以及其几何尺寸确定其对应的最大径向半径；

其中，所述半径解析设备还用于对各个煤矿颗粒对象的各个最大径向半径进行均值计算以获得平均半径以发送给所述功率控制设备；

其中，在所述数据解析设备中，R颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度和G颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度相同；

其中，在所述数据解析设备中，B颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度最为剧烈；

其中，在所述数据解析设备中，R颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度、G颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度以及B颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度成正比关系；

其中，在所述区域处理设备中，基于所述传送带采集图像的分辨率对所述传送带采集图像执行区域分割处理包括：所述传送带采集图像的分辨率越高，对所述传送带采集图像执行区域分割处理获得的图像区域的数量越多。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

档位修正设备，分别与参数输出设备和面积识别设备连接，用于接收面积识别设备的即时设备压力，并基于即时设备压力对面积识别设备的当前运行档位进行转换。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

本端测量设备，与面积识别设备连接，设置在面积识别设备的一侧，用于对面积识别设备所在环境的压力进行测量动作，以获得对应的本端压力数值。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

远端测量设备，设置在面积识别设备的远端，与半径解析设备连接，半径解析设备设置在面积识别设备的一侧，用于对半径解析设备所在环境的压力进行测量动作，以获得对应的远端压力数值。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

距离测量设备，包括红外发射单元、红外接收单元和嵌入式处理芯片，所述红外接收单元和所述嵌入式处理芯片设置在所述本端测量设备上，所述红外发射单元设置在所述远端测量设备上，以用于基于所述红外发射单元发射红外信号以及所述红外接收单元接收红外信号的间隔时间确定所述本端测量设备和所述远端测量设备之间的距离以作为设备间距输出；

因子配置设备，与所述距离测量设备连接，用于基于所述设备间距确定所述本端测量设备的本端压力数值的影响因子以及所述远端测量设备的远端压力数值的影响因子；

参数输出设备，与所述因子配置设备连接，用于基于所述本端压力数值、所述本端压力数值的影响因子、所述远端压力数值和所述远端压力数值的影响因子确定面积识别设备的即时设备压力。

所述基于信号采集的随动控制系统中还可以包括：

ZIGBEE通信接口，与所述因子配置设备连接，用于通过ZIGBEE通信网络向配置服务器请求配置策略以获得加密后的配置策略，并对所述加密后的配置策略进行解密操作；

其中，在所述ZIGBEE通信接口中，所述配置策略用于基于所述设备间距确定所述本端测量设备的本端压力数值的影响因子以及所述远端测量设备的远端压力数值的影响因子；

其中，在所述档位修正设备中，所述当前运行档位与所述即时设备压力成反比。

另外，ZIGBEE是基于IEEE802.15.4标准的低功耗局域网协议。根据国际标准规定，ZIGBEE技术是一种短距离、低功耗的无线通信技术。这一名称(又称紫蜂协议)来源于蜜蜂的八字舞，由于蜜蜂(bee)是靠飞翔和“嗡嗡”(ZIG)地抖动翅膀的“舞蹈”来与同伴传递花粉所在方位信息，也就是说蜜蜂依靠这样的方式构成了群体中的通信网络。其特点是近距离、低复杂度、自组织、低功耗、低数据速率。主要适合用于自动控制和远程控制领域，可以嵌入各种设备。简而言之，ZIGBEE就是一种便宜的，低功耗的近距离无线组网通讯技术。ZIGBEE是一种低速短距离传输的无线网络协议。ZIGBEE协议从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。其中物理层和媒体访问控制层遵循IEEE802.15.4标准的规定。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：只读内存(英文：Read-Only Memory，简称：ROM)、随机存取存储器(英文：Random Access Memory，简称：RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种基于信号采集的随动控制系统，所述系统包括：

颗粒粉碎机，用于接收输送的多个煤矿颗粒，对所述多个煤矿颗粒执行粉碎操作，以获得粉碎后的煤块碎片。

2.如权利要求1所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

枪型摄像机，设置在将多个煤矿颗粒送往所述颗粒粉碎机的传送带的上方，用于对传送带所在场景进行摄像操作，以获得并输出相应的传送带采集图像。

3.如权利要求2所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

功率控制设备，与所述颗粒粉碎机连接，用于基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制；

在所述功率控制设备中，基于接收到的平均半径对所述颗粒粉碎机的粉碎功率进行控制包括：接收到的平均半径越大，控制的所述颗粒粉碎机的粉碎功率越大；

区域处理设备，与所述枪型摄像机连接，用于接收所述传送带采集图像，基于所述传送带采集图像的分辨率对所述传送带采集图像执行区域分割处理，以获得各个图像区域；

对比度采集设备，与所述区域处理设备连接，用于检测每一个图像区域的对比度；

参数辨识设备，与所述对比度采集设备连接，用于接收各个图像区域的各个对比度，计算所述各个对比度的均方差，以获得与所述均方差对应的对比度的剧烈变化等级；

复原处理设备，与所述参数辨识设备连接，用于在接收到的剧烈变化等级高于预设等级阈值时启动对所述传送带采集图像的接收，并对所述传送带采集图像执行图像复原处理，以获得即时复原图像；

数据解析设备，与所述复原处理设备连接，用于接收所述即时复原图像，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下R颜色子图像的边缘增强处理强度，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下G颜色子图像的边缘增强处理强度，基于剧烈变化等级调整对所述即时复原图像RGB空间下B颜色子图像的边缘增强处理强度；

定制处理设备，与所述数据解析设备连接，用于对所述即时复原图像RGB空间下的R颜色子图像、G颜色子图像和B颜色子图像并行执行各自边缘增强处理强度的边缘增强处理，以获得对应的定制处理图像；

色阶调整设备，用于接收所述定制处理图像，对所述定制处理图像执行色阶调整处理，以获得并输出色阶调整图像；

面积识别设备，与所述色阶调整设备连接，用于基于煤体成像特征从所述色阶调整图像中提取出多个煤矿颗粒对象，基于每一个煤矿颗粒对象在所述色阶调整图像中占据的面积比例以及其在所述色阶调整图像中的景深确定其实际面积；

半径解析设备，与所述面积识别设备连接，用于针对每一个煤矿颗粒对象执行以下处理：基于所述煤矿颗粒对象实际面积以及其几何尺寸确定其对应的最大径向半径；

其中，所述半径解析设备还用于对各个煤矿颗粒对象的各个最大径向半径进行均值计算以获得平均半径以发送给所述功率控制设备；

其中，在所述数据解析设备中，R颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度和G颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度相同；

其中，在所述数据解析设备中，B颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度最为剧烈；

其中，在所述数据解析设备中，R颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度、G颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度以及B颜色子图像的边缘增强处理强度随剧烈变化等级的变化程度成正比关系；

其中，在所述区域处理设备中，基于所述传送带采集图像的分辨率对所述传送带采集图像执行区域分割处理包括：所述传送带采集图像的分辨率越高，对所述传送带采集图像执行区域分割处理获得的图像区域的数量越多。

4.如权利要求3所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

档位修正设备，分别与参数输出设备和面积识别设备连接，用于接收面积识别设备的即时设备压力，并基于即时设备压力对面积识别设备的当前运行档位进行转换。

5.如权利要求4所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

本端测量设备，与面积识别设备连接，设置在面积识别设备的一侧，用于对面积识别设备所在环境的压力进行测量动作，以获得对应的本端压力数值。

6.如权利要求5所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

远端测量设备，设置在面积识别设备的远端，与半径解析设备连接，半径解析设备设置在面积识别设备的一侧，用于对半径解析设备所在环境的压力进行测量动作，以获得对应的远端压力数值。

7.如权利要求6所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

距离测量设备，包括红外发射单元、红外接收单元和嵌入式处理芯片，所述红外接收单元和所述嵌入式处理芯片设置在所述本端测量设备上，所述红外发射单元设置在所述远端测量设备上，以用于基于所述红外发射单元发射红外信号以及所述红外接收单元接收红外信号的间隔时间确定所述本端测量设备和所述远端测量设备之间的距离以作为设备间距输出；

因子配置设备，与所述距离测量设备连接，用于基于所述设备间距确定所述本端测量设备的本端压力数值的影响因子以及所述远端测量设备的远端压力数值的影响因子；

参数输出设备，与所述因子配置设备连接，用于基于所述本端压力数值、所述本端压力数值的影响因子、所述远端压力数值和所述远端压力数值的影响因子确定面积识别设备的即时设备压力。

8.如权利要求7所述的基于信号采集的随动控制系统，其特征在于，所述系统还包括：

ZIGBEE通信接口，与所述因子配置设备连接，用于通过ZIGBEE通信网络向配置服务器请求配置策略以获得加密后的配置策略，并对所述加密后的配置策略进行解密操作；

其中，在所述ZIGBEE通信接口中，所述配置策略用于基于所述设备间距确定所述本端测量设备的本端压力数值的影响因子以及所述远端测量设备的远端压力数值的影响因子；

其中，在所述档位修正设备中，所述当前运行档位与所述即时设备压力成反比。