CN116246206A - 一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,包括PLC模块、计算服务器模块、视频监控模块、皮带模块、显示界面模块和紧急救援模块,六个模块依次连接,PLC模块控制皮带运行,视频监控模块将监控传至服务器模块,当服务器检测发生堵塞后显示界面模块显示报警级别,并通知紧急救援模块进行对应救援处理。本发明可以仅添加1台计算机就处理10个以上的摄像头图像,成本较低,而效果较好,在摄像头清晰、环境合适地方可以做到预先报警,由于阈值采用的是确定值,哪怕环境恶劣,也能做到同步报警。运行人员可以减少盯着监控的时间与精力,大大节约了企业的人力成本。

Description

一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统
技术领域
本发明涉及煤炭皮带运输视频安全识别技术领域,特别是一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统。
背景技术
火电厂的输煤皮带系统较长,操作人员一般位于集控室操作运行,现场无人值守,通过摄像头传回的画面判断皮带运输情况。在生产过程中时常由于湿煤、黏煤附着在落料口壁面不断堆积,导致阻塞整个落料口,而皮带继续运行,最终从落料口处溢出大量煤料。虽然每条皮带头部的落料口处都设计了堵煤开关,但是煤种情况复杂多变,遇到特别湿的煤会直接黏住堵煤开关。煤溢出后需要人工清理,极大增加了运行人员的工作量。为了防止溢煤,值班运行人员需要时刻关注每一根皮带的头部情况,尽管如此从出现溢煤现象到煤溢出仅需几秒钟,而每迟一分钟停下皮带就会多溢出十吨煤。尤其在夜班时,环境较黑,运行人员精神疲惫,更容易溢煤。
依靠人工识别溢煤,再认真的运行人员都难免会有疏漏,而现有的报警装置无法准确的对堵煤报警,使运行人员花费大量精力在这一简单劳动上。
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。
鉴于上述和/或现有的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统中存在的问题,提出了本发明。
因此,本发明所要解决的问题在于如何提供一种通过设置在皮带侧上方的摄像头,经过图像识别代替人工,智能判断落料口是否堵料,解决火电厂输煤皮带目前堵料开关报警准确率低的问题。减少溢煤的发生,同时降低值班运行人员的劳动强度。
为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其包括,包括PLC模块,计算服务器模块,视频监控模块,皮带模块,显示界面模块,紧急救援模块;
所述PLC模块是系统的控制模块,用于对于系统的皮带速度调节;
所述计算服务器模块是系统的计算模块,用于对监控视频的保存、对PLC运行状态的记录;
所述视频监控模块是针对皮带的视频录制模块,用于对皮带的实时状态进行更新,并将皮带的往期监控视频储存到计算服务器模块中;
所述皮带模块是皮带运行模块,用于煤炭的运输,在皮带上设置二级报警机制;
所述显示界面模块是当皮带模块在出现警报问题时传输对应信号给显示界面模块,用于让紧急救援模块的值班人员快速了解皮带故障区域与皮带故障区域目前视频监控状态。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:系统运行流程是
通过PLC模块启动皮带,PLC模块将运行状态传到计算机服务模块;
计算机服务模块从PLC模块读取到皮带启停信号变化后,将开机信号发送给视频监控模块,计算机服务模块读取到信号后,在视频的前十秒对视频进行建模,每一级报警位置都得到一个初始化状态,在实时运行的过程中,实时值与初始值对比,超过设定的允许值范围后就视为该级报警被触发;
当连续3帧以上都触发报警状态时,就触发对应级别的报警;
当触发一级报警后,显示界面模块出现警告提示,当触发二级报警后,连锁PLC系统停止皮带。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:所述皮带模块设置二级报警机制方式是一级报警设置在落料口头罩内部,二级报警设置在皮带头罩外部,一级代表警告异常状态,二级代表已经溢煤。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:所述输煤系统溢煤识别中对于故障出现的判定方式是比对实时的处理矩阵与模型矩阵的重合率,当这个重合率低于71%的时候,认为已经堵煤,触发报警;
所述模型矩阵是正常状态下的皮带识别矩阵;
所述处理矩阵是经过处理后的实时监控视频矩阵,其处理方式是
在获取到摄像头画面后,首先对图像进行灰度转换,将三通道图像转换为单通道图像,
通过设定的卷积核来检测竖直的边缘,对图像矩阵进行卷积操作,
对卷积操作后的处理矩阵再进行二值化滤波,过滤边缘界限模糊的区域,将边界明显的区域提取出来,二值化滤波就是将灰度值低于阈值的像素赋值为0,高于阈值的像素赋值为1,
将10秒内的处理矩阵叠加到一起,对矩阵每一个位置的点进行一次分布概率过滤,将100帧内出现次数少于80%的点位被删除,大于80%的点位留下,则生成一个最终的处理矩阵。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:处理矩阵与模型矩阵的重合率高于71%时,认为皮带模块正常运行;
当一级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块出现堵煤情况,触发一级报警状态;
当触发一级报警状态连续3s后,触发一级警报,显示界面模块出现警告提示,紧急救援模块的值班人员通过显示界面模块观察到皮带模块中一级报警的区域与实时监控;
当二级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块出现堵煤情况,触发二级报警状态;
当触发二级报警状态连续3s后,触发二级警报,显示界面模块发送停止皮带运转信号给PLC模块,PLC模块停止皮带运转。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:所述二值化滤波处理是通过高斯滤波进行降噪处理。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:在皮带模块中进行一级报警标志物设置与二级报警标志物设置;
所述报警标志物放置方法是通过PLC的皮带启停记录,寻找录像机内的堵煤录像,在过往堵煤较多区域部署多级标志物,由于皮带运行安全较为重要,故设置二级报警机制。
作为本发明所述一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的一种优选方案,其中:所述视频监控模块是由皮带模块多个区域进行实时拍摄的具有储存能力的摄像头组成。
一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述系统的步骤。
一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述系统的步骤。
本发明有益效果为解决输煤系统一直以来存在的堵煤问题,变事后清理为预先报警,绝大多数工业系统的皮带头部都装有监控摄像头,本发明可以仅添加1台计算机就处理10个以上的摄像头图像,成本较低,而效果较好。在摄像头清晰、环境合适地方可以做到预先报警,由于阈值采用的是确定值,哪怕环境恶劣,也能做到同步报警。运行人员可以减少盯着监控的时间与精力。大大节约了企业的人力成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
图1为实施例1中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的结构图。
图2为实施例1中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的画面图。
图3为实施例2中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的皮带预警图。
图4为实施例2中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的皮带堵塞图。
图5左为实施例2中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的预设矩阵图。图5右为实施例2中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的实时矩阵图。
图6为实施例2中一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统的阈值设置图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明,但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广,因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
其次,此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
实施例1
参照图1为本发明第一个实施例,该实施例提供了一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统包括
所示图1,PLC模块100,计算服务器模块200,视频监控模块300,皮带模块400,显示界面模块500,紧急救援模块600;
PLC模块100是系统的控制模块,用于对于系统的皮带速度调节;
计算服务器模块200是系统的计算模块,用于对监控视频的保存、对PLC运行状态的记录;
视频监控模块300是针对皮带的视频录制模块,用于对皮带的实时状态进行更新,并将皮带的往期监控视频储存到计算服务器模块200中;
皮带模块400是皮带运行模块,用于煤炭的运输,在皮带上设置二级报警机制;
显示界面模块500是当皮带模块400在出现警报问题时传输对应信号给显示界面模块500,用于让紧急救援模块600的值班人员快速了解皮带故障区域与皮带故障区域目前视频监控状态。
系统运行流程是
通过PLC模块100启动皮带,PLC模块100将运行状态传到计算机服务模块200;
计算机服务模块200从PLC模块100读取到皮带启停信号变化后,将开机信号发送给视频监控模块300,计算机服务模块200读取到信号后,在视频的前十秒对视频进行建模,每一级报警位置都得到一个初始化状态,在实时运行的过程中,实时值与初始值对比,超过设定的允许值范围后就视为该级报警被触发;
当连续3帧以上都触发报警状态时,就触发对应级别的报警;
当触发一级报警后,显示界面模块500出现警告提示,当触发二级报警后,连锁PLC系统停止皮带。
皮带模块400设置二级报警机制方式是一级报警设置在落料口头罩内部,二级报警设置在皮带头罩外部,一级代表警告异常状态,二级代表已经溢煤。
输煤系统溢煤识别中对于故障出现的判定方式是比对实时的处理矩阵与模型矩阵的重合率,当这个重合率低于71%的时候,认为已经堵煤,触发报警;
模型矩阵是正常状态下的皮带识别矩阵;
处理矩阵是经过处理后的实时监控视频矩阵,其处理方式是
在获取到摄像头画面后,首先对图像进行灰度转换,将三通道图像转换为单通道图像,
通过设定的卷积核来检测竖直的边缘,对图像矩阵进行卷积操作,
对卷积操作后的处理矩阵再进行二值化滤波,过滤边缘界限模糊的区域,将边界明显的区域提取出来,二值化滤波就是将灰度值低于阈值的像素赋值为0,高于阈值的像素赋值为1,
将10秒内的处理矩阵叠加到一起,对矩阵每一个位置的点进行一次分布概率过滤,将100帧内出现次数少于80%的点位被删除,大于80%的点位留下,则生成一个最终的处理矩阵。
处理矩阵与模型矩阵的重合率高于71%时,认为皮带模块400正常运行;
当一级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块400出现堵煤情况,触发一级报警状态;
当触发一级报警状态连续3s后,触发一级警报,显示界面模块500出现警告提示,紧急救援模块600的值班人员通过显示界面模块500观察到皮带模块400中一级报警的区域与实时监控;
当二级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块400出现堵煤情况,触发二级报警状态;
当触发二级报警状态连续3s后,触发二级警报,显示界面模块500发送停止皮带运转信号给PLC模块100,PLC模块100停止皮带运转。
实施例2
本发明第二个实施例,其不同于第一个实施例的是:还包括
所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)、便携式计算机盘盒(磁装置)、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)、光纤装置以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如,如果用硬件来实现,和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(PGA),现场可编程门阵列(FPGA)等。
实施例3
参照图2到图4,为本发明第三个实施例,其不同于前两个实施例的是:本实施例是根据基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统进行的工厂案例。
2022年8月9日05:36:31,3C皮带发生一次堵煤,根据图2到图4流程做出说明。
标定流程:
1.该皮带的一级报警设定为头罩内的白色油漆标记,二级报警为头罩边框,其结构如图2中心所示。
使用流程:
1.值班人员在操作界面启动3C皮带后,PLC给犁煤器和SIS系统发送信号。
2.识别服务器读取到3C皮带启动,判定3C皮带开始运行,于是连接上视频监控系统的摄像头。
3.在皮带运行的前十秒,落料口是不会有煤的,属于空载状态,在空载状态使用图像处理算法得出一个初始值,如图3所示。
4.之后实时处理图像,获取实时参考值,当实时参考值与初始值相差过大时首先触发一级报警。
5.一级报警触发后传给前端运行界面显示报警与截图记录,如图4所示。
6.当二级报警触发后,传给PLC信号,强制停止皮带运行。
实施例4
参照图5,为本发明第四个实施例,其不同于前三个实施例的是:进行对于算法的说明。
由于图像在计算机中以矩阵形式储存,故在处理过程中以图像矩阵称呼,而经过处理之后的结果,称为处理矩阵.
在获取到摄像头画面后,首先对图像进行灰度转换,将三通道图像转换为单通道图像
通过设定的卷积核,如fil=[[1,0,-1],[1,0,-1],[1,0,-1]]用来检测竖直的边缘,对图像矩阵进行卷积操作
卷积:把卷积核的中心位置,投影到图像矩阵的每一个像素点,比如这里3x3的卷积核投影到原图上,就会有9个重合数字,将对应位置的原图矩阵值和卷积核的值相乘,再将九个值相加,就是原图该像素位置的处理后的值。
对卷积操作后的处理矩阵再进行二值化滤波,过滤边缘界限模糊的区域,将边界明显的区域提取出来,二值化滤波就是将灰度值低于阈值的像素赋值为0,高于阈值的像素赋值为1。对原图中186位置进行卷积:156*1+254*1+25*1+200*0+186*0+10*0-162*1-110*1-58*1=105
将10秒内的处理矩阵叠加到一起,对矩阵每一个位置的点进行一次分布概率过滤,比如100帧内出现次数少于80%的点位被删除,大于80%的点位留下,则生成一个最终的处理矩阵,如图5左侧所示。
1、至此模型矩阵搭建完毕,之后对每一帧的实时画面进行相同的处理,得到实时的处理矩阵,如图5右侧所示。
2、比对实时的处理矩阵与模型矩阵的重合率,当这个重合率低于一个阈值的时候,认为已经堵煤,触发报警。
实施例5
参照图6,本发明第五个实施例,其不同于前四个实施例的是:进行对于阈值的计算说明。
本发明进行了五次数值的设置,分别是报警状态需要持续3s,矩阵处理需要在10s内叠加,矩阵帧数需要100帧,删除少于80%的点位与二级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%阈值设置。
在这五个数值设置中,报警状态与矩阵处理属于公知常识,并未进行创新设计。
矩阵帧数需要100帧设置是由于本发明的标志物区域处理决定的,在原始状态下,需要进行25帧的矩阵帧数进行判断,但由于本发明属于二级标志物区域处理矩阵,因此进行矩阵帧数判断帧数需要放大四倍才可以实现两次报警判断。
对于图像中少于80%的点位需要删除,是由于plc系统判断与皮带性质决定的,对于堵塞情况来说,一般堵塞面积超过原本通过面积70%即可认为是堵塞情况发生,但是由于plc系统需要一定时间进行判断反馈,皮带存在一定的摩擦力进行对于皮带运输煤炭的摩擦,因此需要将少于80%的点位删除计算,形成最终矩阵,才能证明其标准矩阵的容错性与精准度,否则容易出现忽视摩擦导致的未堵塞情况认证堵塞或是堵塞发生未及时判断的情况,产生不必要的损失。
最后对于阈值设计来说,本发明进行了多次阈值设置,其中包括50%到80%,当重合率低于50时,完全不堵塞没有判断需要,当重合率超过80时,已经发生了堵塞事实,判断没有实际效果,因此对于其中数值进行故障准确率判断。经过数据判断后,阈值设置为71%时,准确率最高,达到了100%。
应说明的是,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换,而不脱离本发明技术方案的精神和范围,其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:包括PLC模块(100),计算服务器模块(200),视频监控模块(300),皮带模块(400),显示界面模块(500),紧急救援模块(600);
所述PLC模块(100)是系统的控制模块,用于对于系统的皮带速度调节;
所述计算服务器模块(200)是系统的计算模块,用于对监控视频的保存、对PLC运行状态的记录;
所述视频监控模块(300)是针对皮带的视频录制模块,用于对皮带的实时状态进行更新,并将皮带的往期监控视频储存到计算服务器模块(200)中;
所述皮带模块(400)是皮带运行模块,用于煤炭的运输,在皮带上设置二级报警机制;
所述显示界面模块(500)是当皮带模块(400)在出现警报问题时传输对应信号给显示界面模块(500),用于让紧急救援模块(600)的值班人员快速了解皮带故障区域与皮带故障区域目前视频监控状态。
2.如权利要求1所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:系统运行流程是
通过PLC模块(100)启动皮带,PLC模块(100)将运行状态传到计算机服务模块(200);
计算机服务模块(200)从PLC模块(100)读取到皮带启停信号变化后,将开机信号发送给视频监控模块(300),计算机服务模块(200)读取到信号后,在视频的前十秒对视频进行建模,每一级报警位置都得到一个初始化状态,在实时运行的过程中,实时值与初始值对比,超过设定的允许值范围后就视为该级报警被触发;
当连续3帧以上都触发报警状态时,就触发对应级别的报警;
当触发一级报警后,显示界面模块(500)出现警告提示,当触发二级报警后,连锁PLC系统停止皮带。
3.如权利要求1或2所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:所述皮带模块(400)设置二级报警机制方式是一级报警设置在落料口头罩内部,二级报警设置在皮带头罩外部,一级代表警告异常状态,二级代表已经溢煤。
4.如权利要求3所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:所述输煤系统溢煤识别中对于故障出现的判定方式是比对实时的处理矩阵与模型矩阵的重合率,当这个重合率低于71%的时候,认为已经堵煤,触发报警;
所述模型矩阵是正常状态下的皮带识别矩阵;
所述处理矩阵是经过处理后的实时监控视频矩阵,其处理方式是
在获取到摄像头画面后,首先对图像进行灰度转换,将三通道图像转换为单通道图像,
通过设定的卷积核来检测竖直的边缘,对图像矩阵进行卷积操作,
对卷积操作后的处理矩阵再进行二值化滤波,过滤边缘界限模糊的区域,将边界明显的区域提取出来,二值化滤波就是将灰度值低于阈值的像素赋值为0,高于阈值的像素赋值为1,
将10秒内的处理矩阵叠加到一起,对矩阵每一个位置的点进行一次分布概率过滤,将100帧内出现次数少于80%的点位被删除,大于80%的点位留下,则生成一个最终的处理矩阵。
5.如权利要求1、2和4任一所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:处理矩阵与模型矩阵的重合率高于71%时,认为皮带模块(400)正常运行;
当一级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块(400)出现堵煤情况,触发一级报警状态;
当触发一级报警状态连续3s后,触发一级警报,显示界面模块(500)出现警告提示,紧急救援模块(600)的值班人员通过显示界面模块(500)观察到皮带模块(400)中一级报警的区域与实时监控;
当二级标志物区域处理矩阵与模型矩阵的重合率低于71%时,认为皮带模块(400)出现堵煤情况,触发二级报警状态;
当触发二级报警状态连续3s后,触发二级警报,显示界面模块(500)发送停止皮带运转信号给PLC模块(100),PLC模块(100)停止皮带运转。
6.如权利要求5所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:所述二值化滤波处理是通过高斯滤波进行降噪处理。
7.如权利要求6所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:在皮带模块(400)中进行一级报警标志物设置与二级报警标志物设置;
所述报警标志物放置方法是通过PLC的皮带启停记录,寻找录像机内的堵煤录像,在过往堵煤较多区域部署多级标志物,由于皮带运行安全较为重要,故设置二级报警机制。
8.如权利要求6或7所述的一种基于标志物边缘检测的输煤系统溢煤识别系统,其特征在于:所述视频监控模块(300)是由皮带模块(400)多个区域进行实时拍摄的具有储存能力的摄像头组成。
9.一种计算机设备,包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至8中任一项所述的方法的步骤。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116679657A (zh) * 2023-08-01 2023-09-01 四川磊蒙机械设备有限公司 一种砂石骨料智能监测控制系统
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