CN113998415A - 一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置，方法包括获取输送带图像，输送带图像中包括输送带的2D信息和3D信息；对输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；根据输送带2D信息图像和输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；若输送带存在缺陷，则根据输送带2D信息图像和输送带3D信息图像，判断缺陷是否为纵向撕裂；若缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据。本申请结合了输送带3D信息图像输送带2D信息图像，可以有效辨别输送带表面发生的是否是纵向撕裂缺陷，能够有效检测出各种缺陷，避免了由于不能区分纵向撕裂与异物干扰，导致的误检。

Description

一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置

技术领域

本申请涉及输送带纵向撕裂检测技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置。

背景技术

带式输送机是矿井、港口等企业中物资运输的主要设备，输送带是带式输送机上的重要组成部分。带式输送机在使用过程中，输送带容易被废钢铁或煤矸石等异物划伤。同时，由于输送带卡压和带式输送机的安装调整不当以及输送带转载点处落料位置不正造成的负载不均匀等原因，也会导致输送带产生损伤甚至撕裂。输送带撕裂故障的发生具有突发性和隐蔽性，所以输送带撕裂故障通常得不到及时检测和处理。另外，输送带撕裂故障发生时，往往会伴随着企业停产、运输物料损耗、运输设备损坏和人员伤亡等情况的出现，严重影响了企业的安全生产。因此，对输送带撕裂故障实施检测和定期检查显得十分必要。

目前，为了快速、准确地检测出输送带撕裂故障，通常采用线激光视觉检测方法检测输送带表面是否发生撕裂故障。在输送带撕裂故障中，纵向撕裂故障在实际使用中产生的影响较为严重，因此，通常重点检测输送带表面是否发生纵向撕裂故障。线激光视觉检测方法检测输送带纵向撕裂故障的具体过程为：首先，通过"一"字线激光器向输送带底面投射线光源；其次，使用面阵相机获取一"字线激光器照射下的输送带图像，得到如图1所示的输送带撕裂图像，图1中包含一字光斑信息，即输送带的3D信息，但是一字光斑信息的畸变特征并不明显，即断裂处不明显或波动(一字光斑凹陷处)幅度较小；最后，PC机接收面阵相机采集的输送带撕裂图像，并提取、分析输送带撕裂图像中一字光斑的畸变特征，即一字光斑是否存在断裂或波动；根据PC机对输送带撕裂图像的分析结果，判断输送带表面是否存在纵向撕裂。

上述检测方法中，采用"一"字线激光器，即单线激光器投射线光源，得到如图1所示的输送带撕裂图像中仅包含一字光斑信息。然而一字光斑的畸变特征并不明显，即一字光斑的断裂处不明显或波动幅度较小，因此，对于输送带表面纵向撕裂的检出率较低。即使PC机根据图1所示的输送带3D信息图像中一字光斑的畸变特征信息检测出输送带表面纵向撕裂的位置，PC机也无法根据一字光斑的畸变特征信息准确计算出输送带表面的纵向撕裂宽度和纵向撕裂长度，更无法准确计算出输送带表面纵向撕裂的外观尺寸，导致无法进一步判断输送带表面纵向撕裂的外观尺寸是否会对安全生产造成影响。

发明内容

本申请提供了一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置，以解决现有技术中存在的PC机无法根据一字光斑的畸变特征信息精准识别输送带表面纵向撕裂，对于输送带表面纵向撕裂的检出率较低，并且无法准确计算出输送带表面的纵向撕裂宽度和纵向撕裂长度，更无法准确计算出输送带表面纵向撕裂的外观尺寸的问题。

第一方面，本申请提供一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，包括：

获取输送带图像，所述输送带图像中包括输送带的2D信息和3D信息；

对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；

若输送带存在缺陷，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断所述缺陷是否为纵向撕裂；

若所述缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据。

在本申请的较佳实施例中，若所述缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据，包括：

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，确定输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

在本申请的较佳实施例中，根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷，包括：

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，且所述输送带3D信息图像中同一位置不存在较暗或较亮区域，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处不存在缺陷；

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，所述输送带3D信息图像中同一位置存在一定范围的波动，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处存在缺陷，其中，所述较暗或较亮区域为所述输送带2D信息图像中灰度值突变的区域。

在本申请的较佳实施例中，若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，所述输送带3D信息图像中同一位置存在一定范围的波动，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处存在缺陷，还包括：

根据所述输送带3D信息图像中的波动方向判断所述较暗或较亮区域在输送带上对应的缺陷类别；

根据所述输送带2D信息图像中缺陷的像素信息，计算缺陷的尺寸。

第二方面，本申请提供一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，包括：

采集设备、面光源设备、多线激光器、信号控制设备和PC机，所述采集设备、面光源设备、多线激光器和信号控制设备均设置在输送带的下方，且均与所述PC机通信连接；

所述采集设备用于采集面光源和多线激光源亮起时的输送带图像；

所述面光源设备用于向输送带投射面光源；

所述多线激光器用于向输送带投射多线激光源；

所述信号设备与所述面光源设备和所述多线激光器连接，用于控制所述面光源设备和所述多线激光器的打开或关闭；

所述PC机被配置为：

接收所述采集设备采集的输送带图像；

对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；

若输送带存在缺陷，且缺陷为纵向撕裂，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

在本申请的较佳实施例中，所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段均处于所述采集设备的感光谱段中，且所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段无交集，分别处于所述感光谱段的两侧。

在本申请的较佳实施例中，所述信号控制设备包括：频闪控制器，

所述频闪控制器用于同时向所述面光源设备和所述多线激光器发送光源点亮信号；

所述面光源设备接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射一定范围的光线；

所述多线激光器接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射多条光线。

上述技术方案中，使用频闪控制器能够增加面光源和多线激光源的亮度，并且可以减少光源发热，有效控制两种光源的温度，从而延长光源寿命。并且，减少光源发热，控制光源温度，也能够在矿井等恶劣的工作环境中增加设备的安全系数。

在本申请的较佳实施例中，所述信号控制设备还包括：光源控制器，

所述光源控制器用于将所述面光源设备和所述多线激光器设置为常亮模式或常灭模式。

在本申请的较佳实施例中，所述多线激光器包括至少两个单线激光器和与所述单线激光器匹配的至少两个光学镜筒，所有的单线激光器并列设置，所述光学镜筒设置在所述单线激光器与输送带之间，用于通过机械结构改变线激光的对焦位置。

第三方面，本申请还提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

第四方面，本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

本申请提供的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法及装置，相较于现有技术而言，具有以下有益效果：

(1)本申请通过采用多线激光器和面光源设备同时向输送带下方投射多线激光源和面光源，且多线激光源和面光源的波段相互独立、互不干扰，分别处于采集设备感光波段的两侧，因此，采集设备采集到的输送带图像中包括在多线激光源下采集得到的输送带3D信息图像和在面光源下采集得到的输送带2D信息图像，且输送带3D信息图像和输送带2D信息图像互不干扰。由于采集到的单张输送带图像中检测面积变大，因此需要采集的输送带图像总数据量相较于单线激光器时大大减少，后期图像处理的过程也更加简单。

(2)本申请通过PC机对输送带图像进行抽取分离，可得到单独的输送带3D信息图像和输送带2D信息图像。由于输送带3D信息图像中包括多条光斑畸变特征信息，因此，相较于现有技术中仅包含一字光斑畸变特征信息，本申请的方案得到的输送带3D信息图像对于输送带表面纵向撕裂的呈现效果更加明显直观，对于输送带表面纵向撕裂的识别更精准，检出率更高。

(3)本申请能够根据输送带3D信息图像多条光斑的畸变特征和输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息，准确计算出输送带表面的纵向撕裂长度信息和纵向撕裂宽度信息以及输送带表面纵向撕裂的外观尺寸信息，进一步根据输送带表面的纵向撕裂长度信息和纵向撕裂宽度信息以及纵向撕裂的外观尺寸信息，判断纵向撕裂是否会对安全生产造成严重的影响，可靠性更高。

(4)本申请还可根据输送带3D信息图像结合输送带2D信息图像，有效辨别输送带表面发生的是纵向撕裂还是其他缺陷，检测效果更加精准，能够有效检测出各种缺陷，避免了现有技术中不能区分纵向撕裂与异物干扰，导致误检的情况发生。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为通过现有的线激光视觉检测方法采集到的输送带撕裂图像示意图；

图2为本申请实施例1的输送带纵向撕裂检测方法流程图；

图3为通过本申请实施例1的检测方法采集到的输送带图像示意图；

图4为本申请采集设备的感光谱段示意图；

图5为通过本申请实施例1的检测方法抽取分离得到的输送带2D信息图像示意图；

图6为通过本申请实施例1的检测方法抽取分离得到的输送带3D信息图像示意图；

图7为本申请实施例2的输送带纵向撕裂检测装置示意图；

图8为本申请实施例2的检测装置在实际检测输送带时的安装位置示意图；

图9a为本申请应用例中在输送带上无水渍的情况下采集的输送带图像示意图；

图9b为本申请应用例中在输送带上无水渍的情况下对输送带图像抽取分离后的输送带2D信息图像示意图；

图9c为本申请应用例中在输送带上无水渍的情况下对输送带图像抽取分离后的输送带3D信息图像示意图；

图10a为本申请应用例中在输送带上有水渍的情况下采集的输送带图像示意图；

图10b为本申请应用例中在输送带上有水渍的情况下对输送带图像抽取分离后的输送带2D信息图像示意图；

图10c为本申请应用例中在输送带上有水渍的情况下对输送带图像抽取分离后的输送带3D信息图像示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、实施方式和优点更加清楚，下面将结合本申请示例性实施例中的附图，对本申请示例性实施方式进行清楚、完整地描述，显然，所描述的示例性实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

基于本申请描述的示例性实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请所附权利要求保护的范围。此外，虽然本申请中公开内容按照示范性一个或几个实例来介绍，但应理解，可以就这些公开内容的各个方面也可以单独构成一个完整实施方式。

需要说明的是，本申请中对于术语的简要说明，仅是为了方便理解接下来描述的实施方式，而不是意图限定本申请的实施方式。除非另有说明，这些术语应当按照其普通和通常的含义理解。

为便于对申请的技术方案进行，以下首先在对本申请所涉及到的一些概念进行说明。

本申请中的上、下、左、右等方位均为根据本申请的附图或者该设备在实际使用时的常规摆放方位而言，并不能理解为对本申请技术方案保护范围的限制。

本申请中的图1、图3、图5和图6均是示意图，仅为了更清晰地说明现有技术与本申请技术方案的区别，示意图中显示的畸变尺寸相较于实际采集到的图像均放大了数倍，以便本领域技术人员更好理解本方案，并且，上述示意图中去除了背景部分，所以不能区分灰度值突变区域，即较暗或较亮区域，但具体实施可结合应用例及附图9a-图10c区分实际应用中的情况。因此，图1、图3、图5和图6的尺寸均不能视为对本申请技术方案的限制。

实施例1

参见图2，本申请提供了一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，包括：

S101，获取输送带图像，所述输送带图像中包括输送带的2D信息和3D信息；其中，输送带图像是采集设备在面光源和多线激光源同时亮起下采集得到的图像，采集到的输送带图像示意图如图3所示，采集设备采集到输送带图像后，通过采集设备的图像传感器将输送带图像传输至PC机。

进一步地，在本实施例1的步骤S101中，所述面光源的波段和所述多线激光源的波段均处于所述采集设备的感光谱段中，且所述面光源的波段和所述多线激光源的波段无交集，分别处于所述感光谱段的两侧。如图4所示，为采集设备的感光谱段示意图，在本实施例1中，面光源采用的是蓝光光源，多线激光源采用的是红光光源，从图4的感光谱段中可以看出，蓝光光源的波段与红光光源的波段互不干扰，相互独立，且在感光谱段示意图中相距较远。

另外，通过在同一张输送带图像上，同时显示输送带2D信息图像和输送带3D信息图像，使得单张输送带图像检测面积更大，从而可以减少拍摄的输送带图像的总数量。并且采用同一个采集设备进行采集，能够节省成本，并且输送带2D信息图像和输送带3D信息图像的分辨率一致，在采用PC机进行算法处理时，大大节省了后期图像处理的时间。

S102，对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像。

在本实施例1的步骤S012中，PC机接收到输送带图像后，通过抽取算法和分离算法对输送带图像中的2D信息和3D信息进行抽取分离，得到如图5所示的输送带2D信息图像和如图6所示的输送带3D信息图像。其中，输送带2D信息图像是采集设备在面光源下获得的输送带表面的外观信息；输送带3D信息图像是采集设备在多线激光源下获得的多线光斑的弯折信息，通过辨别输送带3D信息图像中多线光斑的弯折程度和弯折方向，可以识别输送带上的缺陷是否是纵向撕裂缺陷。

S103，根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；具体包括以下过程：

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，且所述输送带3D信息图像中同一位置不存在较暗或较亮区域，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处不存在缺陷；

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，所述输送带3D信息图像中同一位置存在一定范围的波动，即多线光斑存在凸起或凹陷，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处存在缺陷，其中，所述较暗或较亮区域为所述输送带2D信息图像中灰度值突变的区域，较暗区域为灰度值低于正常区域的突变区域，较亮区域为灰度值高于正常区域的突变区域。

进一步地，若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，所述输送带3D信息图像中同一位置存在一定范围的波动，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处存在缺陷，还包括：

根据所述输送带3D信息图像中的波动方向判断所述较暗或较亮区域在输送带上对应的缺陷类别，不同缺陷的波动方向不一样，即不同缺陷在多线光斑上可能是凸起状态或凹陷状态；

根据所述输送带2D信息图像中缺陷的像素信息，计算缺陷的尺寸。

需要说明的是，图5所示的输送带2D信息图像和图6所示的输送带3D信息图像仅是为了说明本实施例1方案的成像效果，具体缺陷分析参见应用例，对于缺陷的具体判断过程本领域技术人员可以根据本领域常规技术手段得出，本申请对其具体过程不做赘述。

在本实施例1的步骤S103的实现过程中，由于输送带表面可能存水渍、污渍或纸片等异物，除水渍外，其他均属于缺陷。存在水渍的区域在输送带2D信息图像中的灰度值低于不存在水渍的区域，水渍在输送带2D信息图像中的成像与纵向撕裂缺陷十分相近，但是水渍在输送带3D信息图像中不显示；而污渍(污泥、胶带等大面积的污渍)则无法从输送带3D信息图像中准确判别是污渍还是纵向撕裂缺陷。因此，只采用输送带2D信息图像或者输送带3D信息图像判别输送带是否存在纵向撕裂缺陷，则可能存在误判、漏判纵向撕裂的情况，检出率较低。

S104，若输送带存在缺陷，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断所述缺陷是否为纵向撕裂；

S105，若所述缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据；具体包括根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，确定输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

实施例2

与前述一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的实施例1相对应，本申请还提供了一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置的实施例。如图7所示，该装置包括：

采集设备、面光源设备、多线激光器、信号控制设备(图7中未示出)和PC机(图7中未示出)，所述采集设备、面光源设备、多线激光器和信号控制设备均设置在输送带的下方，且均与所述PC机通信连接；

所述采集设备用于采集面光源和多线激光源亮起时的输送带图像；

所述面光源设备用于向输送带投射面光源，面光源为图7中的虚线范围；

所述多线激光器用于向输送带投射多线激光源，多线激光源为图7中的多条带箭头的光线；

所述信号设备与所述面光源设备和所述多线激光器连接，用于控制所述面光源设备和所述多线激光器的打开或关闭；

所述PC机被配置为：

接收所述采集设备采集的输送带图像；

对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；

若输送带存在缺陷，且缺陷为纵向撕裂，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

在本实施例2中，所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段均处于所述采集设备的感光谱段中，且所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段无交集，分别处于所述感光谱段的两侧。

进一步地，在本实施例2中，所述信号控制设备包括：频闪控制器，

所述频闪控制器用于同时向所述面光源设备和所述多线激光器发送光源点亮信号；

所述频闪控制器还用于控制采集设备在面光源和多线激光源同时亮起时，采集输送带图像；

所述面光源设备接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射一定范围的光线(如图7中的虚线范围所示)；

所述多线激光器接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射多条光线(如图7中带箭头的线条所示)。

需要说明的是，使用频闪控制器能够增加面光源和多线激光源的亮度，并且可以减少光源发热，有效控制两种光源的温度，从而延长光源寿命。并且，减少光源发热，控制光源温度，也能够在矿井等恶劣的工作环境中增加设备的安全系数。

进一步地，在本实施例2中，所述信号控制设备还包括：光源控制器，

所述光源控制器用于将所述面光源设备和所述多线激光器设置为常亮模式或常灭模式，光源控制器包括面光源设备的电源和多线激光器的电源，电源通电，则两种光源均为常亮模式，电源不通电，则两种光源均为常灭模式。

更进一步地，在本实施例2中，所述多线激光器包括至少两个单线激光器和与所述单线激光器匹配的至少两个光学镜筒(图7中未示出)，所有的单线激光器并列设置，所述光学镜筒设置在所述单线激光器与输送带之间，用于通过机械结构改变线激光的对焦位置，但是不同的单线激光器也需要匹配不同的光学镜筒，以实现线激光的转换。

此外，多线激光器可以通过一个普通单线激光器配合光学镜筒，实现将点状光斑激光源转换成单线光斑激光源。还可以通过一个普通单线激光器配合特殊光学器件，实现将点状光斑激光源直接转换成多线光斑激光源，图7中仅示出了多线激光器发出的多线激光源情况，多线激光器的具体结构组成并未示出，本领域技术人员可通过常规技术手段实现多线激光源的获取，本申请对其不做限制。

需要特别说明的是，在本申请的实施例1和实施例2中，采集设备可以是彩色面阵相机也可以是其他具备采集图像功能的设备；面光源设备可以是高亮LED，也可以是其他能够提供面光源的设备。面光源设备和多线激光源的角度和安装高度可以根据实际情况进行设计，从而实现图像最佳对比度。在本申请的实施例中，采集设备的安装角度倾斜30°-60°，多线激光器的安装角度倾斜0°-10°，面光源设备的安装角度倾斜20°-70°，也跟根据实际使用中的情况进行相应调节，图7中的角度仅为安装位置示意图，并不涵盖其具体角度，本申请对其不做限制。

进一步地，还可以根据实际使用中的需求，在实施例2的装置中安装挡泥板等防护结构，以便防止煤灰、煤泥等异物的干扰。各个设备相对于输送带的位置也可根据实际情况进行相应调整，本申请对其不做限制。

如图8所示，为本申请实施例2的装置在实际检测输送带时的安装位置示意图，图8中的U型截面为输送带，虚线分别表示装置1、装置2、装置3的视场。由于输送带为弯曲的U型结构，因此需要采用左中右三套检测装置进行检测，每一面都需要一套检测装置，每一套检测装置均存在一个各自的视场。其中，左边的装置1和右边的装置3的参数配置完全相同，摆放位置对称，尽可能缩短沿输送带长度方向的空间布局。并且，两套装置的光源在输送带宽度方向不能有重叠区域，在输送带长度方向应尽量保持在同一检测区域内，中间的装置2与左右两侧的装置1和装置3在输送带长度方向也应该尽量保持在同一检测区域内，同一个检测区域是指同一个截面内。图8中的固定面板是输送带的支架，可根据实际需要进行设置，检测装置安装在固定面板上。

应用例

采用实施例1的方法集合实施例2的装置输送带进行纵向撕裂缺陷检测的过程如下：

(1)输送带上无水渍

采集设备采集输送带图像，如图9a所示，通过图像传感器将采集到的输送带图像传输至PC机；PC机通过算法对如图9a所示的输送带图像进行抽取、分离，得到如图9b所示的输送带2D信息图像和如图9c所示的输送带3D信息图像；当输送带3D信息图像中的直线光斑断线(缺陷过深或污泥等脏污都会造成激光线断线)时，图9c中白色矩形框区域即为纸片区域，在输送带3D信息图像中显示为断线；此时，可以通过输送带2D信息图像获取输送带的表面外观信息，判断是纵向撕裂缺陷还是脏污造成的，从而避免误检。若判断为是纵向撕裂缺陷，则结合输送带2D信息图像和输送带3D信息图像确定纵向撕裂的位置；再通过如图9b所示的输送带2D信息图像的像素信息和如图9c所示的输送带3D信息图像中单条直线，即单个一字光斑的波动，可以计算出纵向撕裂的宽度；通过如图9b所示的输送带2D信息图像的像素信息和如图9c所示的输送带3D信息图像中纵向撕裂跨越的直线数量，计算纵向撕裂的长度。

(2)输送带上有水渍

采集设备采集输送带图像，如图10a所示，图10a中圈出来的部分为灰度值低于无水渍区域的灰度值，即该区域存在水渍。通过图像传感器将采集到的输送带图像传输至PC机；PC机通过算法对如图10a所示的输送带图像进行抽取、分离，得到如图10b所示的输送带2D信息图像和如图10c所示的输送带3D信息图像；从图10b和图10c中可以直观的看出存在水渍的区域在输送带2D信息图像中的灰度值较低，即图像较暗；但是输送带3D信息图像中同一位置处并不存在较暗区域，即水渍在输送带3D信息图像中不会显示，因此，可以容易区分水渍和纵向撕裂缺陷，不会导致误判。当输送带3D信息图像中的直线光斑断线(缺陷过深或污泥等脏污都会造成激光线断线)时，图10c中白色矩形框区域即为纸片区域，在输送带3D信息图像中显示为断线；此时，可以通过输送带2D信息图像获取输送带的表面外观信息，判断是纵向撕裂缺陷还是脏污造成的，从而避免误检。若判断为是纵向撕裂缺陷，则结合输送带2D信息图像和输送带3D信息图像确定纵向撕裂的位置；再通过如图10b所示的输送带2D信息图像的像素信息和如图10c所示的输送带3D信息图像中单条直线，即单个一字光斑的波动，可以计算出纵向撕裂的宽度；通过如图10b所示的输送带2D信息图像的像素信息和如图10c所示的输送带3D信息图像中纵向撕裂跨越的直线数量，计算纵向撕裂的长度。

综上可知，若要准确检测出输送带的所有缺陷(不限于纵向撕裂缺陷)，就需要结合输送带2D信息图像和输送带3D信息图像进行分析判断，才不会导致误检，对输送带纵向撕裂缺陷的检出率较高。另外，图9a和图10a均是在蓝光面光源和红光多线激光源的同时亮起时采集的，因此，灰度化之后的图与原图均存在色差，但不影响本申请方案的实施。

本申请还提供一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例1的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

本申请还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现实施例1的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

Claims (11)

1.一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于，包括：

获取输送带图像，所述输送带图像中包括输送带的2D信息和3D信息；

对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；

若输送带存在缺陷，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断所述缺陷是否为纵向撕裂；

若所述缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据。

2.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于，若所述缺陷为纵向撕裂，则计算并输出纵向撕裂相对应的信息数据，包括：

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，确定输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

3.根据权利要求1所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于，

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，且所述输送带3D信息图像中同一位置不存在较暗或较亮区域，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处不存在缺陷；

若所述输送带2D信息图像中存在较暗或较亮区域，所述输送带3D信息图像中同一位置存在一定范围的波动，则所述较暗或较亮区域在输送带上的对应位置处存在缺陷，其中，所述较暗或较亮区域为所述输送带2D信息图像中灰度值突变的区域。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法，其特征在于，还包括：

根据所述输送带3D信息图像中的波动方向判断所述较暗或较亮区域在输送带上对应的缺陷类别；

根据所述输送带2D信息图像中缺陷的像素信息，计算缺陷的尺寸。

5.一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于，包括：

采集设备、面光源设备、多线激光器、信号控制设备和PC机，所述采集设备、面光源设备、多线激光器和信号控制设备均设置在输送带的下方，且均与所述PC机通信连接；

所述采集设备用于采集面光源和多线激光源亮起时的输送带图像；

所述面光源设备用于向输送带投射面光源；

所述多线激光器用于向输送带投射多线激光源；

所述信号设备与所述面光源设备和所述多线激光器连接，用于控制所述面光源设备和所述多线激光器的打开或关闭；

所述PC机被配置为：

接收所述采集设备采集的输送带图像；

对所述输送带图像进行抽取、分离，得到输送带2D信息图像和输送带3D信息图像；

根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带是否出现缺陷；

若输送带存在缺陷，且缺陷为纵向撕裂，则根据所述输送带2D信息图像和所述输送带3D信息图像，判断输送带的纵向撕裂位置；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中单条直线的纵向撕裂波动范围，计算所述输送带的纵向撕裂宽度；

根据所述输送带2D信息图像中纵向撕裂的像素信息和所述输送带3D信息图像中纵向撕裂穿过的直线数量，计算所述输送带的纵向撕裂长度。

6.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于，所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段均处于所述采集设备的感光谱段中，且所述面光源设备的波段和所述多线激光器的波段无交集，分别处于所述感光谱段的两侧。

7.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于，所述信号控制设备包括：频闪控制器，

所述频闪控制器用于同时向所述面光源设备和所述多线激光器发送光源点亮信号；

所述面光源设备接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射一定范围的光线；

所述多线激光器接收到所述光源点亮信号后，向输送带投射多条光线。

8.根据权利要求5所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于，所述信号控制设备还包括：光源控制器，

所述光源控制器用于将所述面光源设备和所述多线激光器设置为常亮模式或常灭模式。

9.根据权利要求5-8任意一项所述的一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测装置，其特征在于，

所述多线激光器包括至少两个单线激光器和与所述单线激光器匹配的至少两个光学镜筒，所有的单线激光器并列设置，所述光学镜筒设置在所述单线激光器与输送带之间，用于通过机械结构改变线激光的对焦位置。

10.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-4任意一项所述一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

11.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-4任意一项所述一种基于机器视觉的输送带纵向撕裂检测方法的步骤。

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