CN117088071B - 一种传送带损伤位置定位系统、服务器及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种传送带损伤位置定位系统、服务器及方法。损伤扫描装置用于以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,得到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻,并将点云数据和对应的扫描时刻发送至服务器;读卡器用于以第二固定时间间隔发送射频信号;定位标识卡用于在接收到读卡器发送的射频信号后对应生成设定信息返回给读卡器;读卡器用于接收设定信息,并确定定位时刻进行记录,发送给服务器;服务器用于对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,并在检测到损伤时确定点云数据对应的扫描时刻,根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离。
Description
技术领域
本申请涉及输送带损伤检测技术领域,尤其是涉及一种传送带损伤位置定位系统、服务器及方法。
背景技术
带送机由于运输量大、运输距离长、运价低廉等特点,被广泛应用于矿山、化工、码头、钢铁、水泥等行业,成为工业生产中主要传输设备之一。传送带作为带送机中发挥重大作用的结构部分,对传送带日常的巡检和检修是必不可少的。
在现有技术中,一般通过将传送带调整至较低的转速,基于人工观察的方式来检测传送带中是否有损伤,同时对损伤位置进行定位以便于之后的维修工作。
然而,现有技术至少存在以下问题:人工检测过程中,为了便于人眼捕捉传送带的状态,传送带转速较低,使得检测到过程耗时较长。并且,传送带损伤不明显的情况下,人工不易观察到,容易产生漏检,使得最终针对传送带的损伤位置定位的准确性较低。
发明内容
本申请提供传送带损伤位置定位系统、服务器及方法,以克服矿井下运输煤炭等物料的场景下,传送带损伤位置定位的准确性较低的问题。
第一方面,本申请提供一种传送带损伤位置定位系统,用于对传送带进行损伤定位;所述系统包括:损伤扫描装置、定位标识卡、读卡器、服务器;所述定位标识卡设置在所述传送带的侧面;所述损伤扫描装置设置在第一位置,扫描范围包括所述传送带的表面;所述读卡器设置在第二位置,当所述定位标识卡距离所述第二位置最近时,所述读卡器在所述定位标识卡的通信范围内;所述服务器分别与所述损伤扫描装置、所述读卡器连接;
所述损伤扫描装置用于以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻,并将所述点云数据和对应的扫描时刻发送至所述服务器;
所述读卡器用于以第二固定时间间隔发送射频信号;
所述定位标识卡用于在接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成设定信息返回给所述读卡器;
所述读卡器用于接收所述设定信息,将接收到所述设定信息的时刻确定为定位时刻进行记录,并将所述定位时刻发送给所述服务器;
所述服务器用于对所述点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,并在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离。
可选的,所述服务器在根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离时,具体用于:
根据所述扫描时刻、距离所述扫描时刻最近的所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据所述第一位置、所述第二位置,确定设备距离;
根据所述第一位置、所述设定角度,确定所述损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;
根据所述损伤位置移动方向和移动距离、所述设备距离、所述扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离。
可选的,所述服务器还用于:
接收到所述读卡器发送的所述定位时刻和所述设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
可选的,所述服务器还用于:
根据所述第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、所述传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;
根据所述损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据所述传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、所述停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、所述继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于所述停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
可选的,所述点云数据包括若干数据点;所述服务器在对所述点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤时,具体用于:
按照预设滑窗宽度和预设步长对所述点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到所述传送带连线的垂直距离,将所述垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据所述材质信息和所述使用时长,确定损伤深度阈值;
对比所述损伤深度和所述损伤深度阈值,确定所述点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据所述点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
可选的,所述服务器还用于:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
可选的,所述服务器还用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的点云变换关系;
基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
可选的,所述服务器在对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤时,用于:
对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和所述整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取;
若所述整体纵撕检测结果的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定传送带表面出现纵撕;
若该时刻的点云数据的纵撕检测结果中未提取出撕裂特征,或所述整体纵撕检测结果的撕裂特征不为连续撕裂特征,则确定传送带表面未出现纵撕。
第二方面,本申请提供一种服务器,应用于第一方面的传送带损伤位置定位系统;所述服务器包括:
损伤判断模块,用于对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,所述点云数据是所述损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的;
扫描时刻确定模块,用于在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,所述扫描时刻由所述损伤扫描装置发送;
相对位置和距离确定模块,用于根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,所述定位时刻是由所述读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,所述设定信息是由所述定位标识卡接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成的,所述射频信号是由所述读卡器以第二固定时间间隔发送的。
可选的,所述相对位置和距离确定模块具体用于:
根据所述扫描时刻、距离所述扫描时刻最近的所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据所述第一位置、所述第二位置,确定设备距离;
根据所述第一位置、所述设定角度,确定所述损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;
根据所述损伤位置移动方向和移动距离、所述设备距离、所述扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离。
可选的,所述服务器还包括传送带速度确定模块,用于:
接收到所述读卡器发送的所述定位时刻和所述设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
可选的,所述服务器还包括停带时刻确定模块,用于:
根据所述第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、所述传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;
根据所述损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据所述传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、所述停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、所述继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于所述停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
可选的,所述点云数据包括若干数据点;所述损伤判断模块具体用于:
按照预设滑窗宽度和预设步长对所述点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到所述传送带连线的垂直距离,将所述垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据所述材质信息和所述使用时长,确定损伤深度阈值;
对比所述损伤深度和所述损伤深度阈值,确定所述点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据所述点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
可选的,所述服务器还包括转折标记模块,用于:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
可选的,所述服务器还包括整体纵撕检测结果确定模块,用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的点云变换关系;
基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
可选的,所述损伤判断模块具体用于:
对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和所述整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取;
若所述整体纵撕检测结果的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定所述传送带出现纵撕;
若该时刻的点云数据的纵撕检测结果中未提取出撕裂特征,或所述整体纵撕检测结果的撕裂特征不为连续撕裂特征,则确定传送带表面未出现纵撕。
第三方面,本申请提供一种传送带损伤位置定位方法,应用于第一方面的传送带损伤位置定位系统;所述传送带损伤位置定位方法包括:
对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,所述点云数据是所述损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的;
在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,所述扫描时刻由所述损伤扫描装置发送;
根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,所述定位时刻是由所述读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,所述设定信息是由所述定位标识卡接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成的,所述射频信号是由所述读卡器以第二固定时间间隔发送的。
通过采用上述技术方案,损伤扫描装置对传送带表面进行扫描生成点云数据,服务器可以接收并分析点云数据,确定是否存在损伤。点云数据本身是一组坐标数据的集合,因此基于点云数据分析出的损伤结果更加的清晰可靠。服务器可以通过扫描时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度以及接收到的读卡器发送的定位时刻,以位置固定的定位标识卡为基础,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,提升了传送带损伤位置定位的准确性。通过损伤扫描装置对损伤位置进行检查,可以使传送带在较高的运行速度下,也可以检测到扫描的损伤,降低了查找损伤的时间,减少了漏检的情况,提高了检测的效率,同时通过读卡器与定位标识卡的配合工作,可以较为准确的对损伤位置进行定位,便于之后的维修工作。
可选的,所述根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,包括:
根据所述扫描时刻、距离所述扫描时刻最近的所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据所述第一位置、所述第二位置,确定设备距离;
根据所述第一位置、所述设定角度,确定所述损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;
根据所述损伤位置移动方向和移动距离、所述设备距离、所述扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离。
通过采用上述技术方案,通过对不同的损伤位置和定位标识卡的相对位置与距离情况下,对传送带损伤的位置进行定位,同时增加了不同扫描方向的情况下,对传送带的损伤位置与定位标识卡之间计算方式的分析,增强了传送带损伤位置确定的鲁棒性。
可选的,所述方法还包括:
接收到所述读卡器发送的所述定位时刻和所述设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
通过采用上述技术方案,通过对相邻两个定位时刻对应的设定信息确定目标传送带的运行速度,增强了目标传送带速度获取的准确性。
可选的,所述方法还包括:
根据所述第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、所述传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;
根据所述损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据所述传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、所述停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、所述继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于所述停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
通过采用上述技术方案,通过计算当前时刻定位标识卡与检修平台的相对位置和距离,得到当前时刻损伤位置与检修平台的相对位置和距离,根据停带距离,确定发送停带指令的时刻,可以将传送带的损伤位置准确停在检修平台上,减少了之前停带时人工沟通的繁琐步骤,提高了将损伤位置停在检修平台的效率。
可选的,所述点云数据包括若干数据点;所述对所述点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,包括:
按照预设滑窗宽度和预设步长对所述点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到所述传送带连线的垂直距离,将所述垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据所述材质信息和所述使用时长,确定损伤深度阈值;
对比所述损伤深度和所述损伤深度阈值,确定所述点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据所述点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
通过采用上述技术方案,针对每一次检测的滑窗中的每一个数据点进行处理,使得到的每个数据点的损伤深度更加准确可信。然后基于传送带的材质信息和使用时长来确定损伤深度阈值,避免利用固定的损伤深度阈值进行计算时结果不准确,利用到当前时刻为止使用的传送带对应的损伤深度阈值与损伤深度进行对比分析,提升了纵撕判断的准确性。
可选的,所述方法还包括:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
通过采用上述技术方案,通过对点云数据中任意相邻两个数据点的垂直距离差值之间的处理,来确定预设滑窗宽度和预设步长。如果保证第一个滑窗内只包含起始数据点和终止数据点两个转折标记,那么针对滑窗内的数据点进行处理时,可以避免第一个滑窗出现异常的转折点,但是该转折点属于传送带自弯曲的情况。避免了预设滑窗宽度和预设步长不合适的选取导致纵撕检测过程不准确,提升了传送带纵撕检测过程的准确性。
可选的,所述方法还包括:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的点云变换关系;
基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
通过采用上述技术方案,针对任一时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据,进行传送带表面特征和传送带局部特征的提取。然后利用点云配准算法确定对齐方式进行若干组点云数据的对齐,提升了整体纵撕检测结果的准确性和可参考性。
可选的,所述方法还包括:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的输送带表面特征和输送带局部特征;
基于每一输送带表面特征和每一输送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的对齐方式;
获取所述对齐方式对应的点云变换关系,并基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
通过采用上述技术方案,在可以通过对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取,结合整体纵撕检测结果的撕裂特征是否是连续撕裂特征,该时刻的点云数据是否能提取出撕裂特征,来确定输送是否出现纵撕。使输送带纵撕检测结果的判断过程更有逻辑,更加清晰。
第四方面,本申请提供一种电子设备,包括:存储器和处理器,所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行第三方面的方法的计算机程序。
第五方面,本申请提供一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行第三方面的方法的计算机程序。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本申请的一些实施例,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他的附图。
图1为本申请一实施例提供的一种侧视角度的应用场景示意图;
图2为本申请一实施例提供的一种传送带损伤位置定位系统的结构示意图;
图3为本申请一实施例提供的一种传送带损伤位置定位系统中的服务器执行的传送带损伤位置定位方法的流程图;
图4为本申请一实施例提供的一种侧视角度的传送带损伤位置定位系统内设备的位置分布示意图;
图5为本申请一实施例提供的一种服务器的结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。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。
另外,本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,如无特殊说明,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。
目前在矿井下运输煤炭等物料的场景中,对于传送带损伤的定位通常依赖于人工,需要基于人工观察的方式来检测传送带上是否有损伤,并且记录下损伤的位置,便于后续的维修。在人工检测过程中,一般通过调整传送带的转速,使检测人员能够有足够的时间对传送带带面进行查看。但是在矿井下的环境中,为了实现大量物料的运输,一般会将传送带的长度设置的很长,宽度也设置的比较宽,因此人工检测需要耗费大量的时间,还可能受到检测人员的身体状况影响,导致检测效率很低,同时由于矿井下的环境比较差,例如比较昏暗,煤尘飘散,这些环境因素也会影响到人工检测的准确性。因此目前的损伤位置定位的准确性较低。
基于此,本申请提供一种传送带损伤位置定位系统、服务器及方法。损伤扫描装置可以以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻,并将点云数据和对应的扫描时刻发送至服务器。读卡器可以以第二固定时间间隔发送射频信号,定位标识卡可以在接收到读卡器发送的射频信号后,对应生成设定信息返回给读卡器。然后读卡器可以接收设定信息,将接收到设定信息的时刻确定为定位时刻进行记录,并将定位时刻发送给服务器。服务器可以对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,并在检测到损伤时,确定点云数据对应的扫描时刻,根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离。
图1为本申请提供的一种侧视角度的应用场景示意图。传送带可以安装在传送带架上,可以将定位标识卡设置在传送带的侧面,固定在对传送带架上的对应位置上。在图1的应用场景中,传送带损伤位置定位方法可以搭建在服务器上,损伤扫描装置可以设置在传送带下方,扫描范围包括目标传送带的表面。在其他应用场景中,损伤扫描装置和读卡器设置的位置可以进行调整。服务器可以接收损伤扫描装置发送的点云数据,并分析传送带表面是否有损伤,服务器还可以接收读卡器发送的设定信息和定位时刻。
具体的实现方式可以参考以下实施例。
图2为本申请一个实施例提供的传送带损伤位置定位系统的结构示意图,如图2所示,本实施例的传送带损伤位置定位系统包括损伤扫描装置200、定位标识卡201、读卡器202和服务器203;定位标识卡201设置在传送带的侧面;损伤扫描装置200设置在第一位置,扫描范围包括传送带的表面;读卡器202设置在第二位置,当定位标识卡201距离第二位置最近时,读卡器202在定位标识卡201的通信范围内;服务器203分别与损伤扫描装置200、读卡器202连接;
损伤扫描装置200用于以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻,并将点云数据和对应的扫描时刻发送至服务器203;
读卡器202用于以第二固定时间间隔发送射频信号;
定位标识卡201用于在接收到读卡器202发送的射频信号后,对应生成设定信息返回给读卡器202;
读卡器202用于接收设定信息,将接收到设定信息的时刻确定为定位时刻进行记录,并将定位时刻发送给服务器203;
服务器203用于对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,并在检测到损伤时,确定点云数据对应的扫描时刻,根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡201的相对位置和距离。
可选的,服务器203在根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡201的相对位置和距离时,具体用于:
根据扫描时刻、距离扫描时刻最近的定位时刻、传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据第一位置、第二位置,确定设备距离;
根据第一位置、设定角度,确定损伤扫描装置200的扫描方向和扫描距离;
根据损伤位置移动方向和移动距离、设备距离、扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与定位标识卡201的相对位置和距离。
可选的,服务器203还用于:
接收到读卡器202发送的定位时刻和设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡201的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡201的距离,确定传送带速度。
可选的,服务器203还用于:
根据第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、传送带的运行速度,确定当前定位标识卡201与检修平台的相对位置和距离;
根据损伤位置与定位标识卡201的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
可选的,点云数据包括若干数据点;服务器203在对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤时,具体用于:
按照预设滑窗宽度和预设步长对点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到传送带连线的垂直距离,将垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据材质信息和使用时长,确定损伤深度阈值;
对比损伤深度和损伤深度阈值,确定点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
可选的,服务器203还用于:
分析点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
可选的,服务器203还用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定若干组点云数据的点云变换关系;
基于点云变换关系对若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
可选的,服务器203在对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤时,用于:
对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取;
若整体纵撕检测结果的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定传送带表面出现纵撕;
若该时刻的点云数据的纵撕检测结果中未提取出撕裂特征,或整体纵撕检测结果的撕裂特征不为连续撕裂特征,则确定传送带表面未出现纵撕。
图3为本申请一实施例提供的一种传送带损伤位置定位系统中的服务器执行的传送带损伤位置定位方法的流程图。如图3所示的,该方法包括:
S301、对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,点云数据是损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的。
损伤扫描装置是一种用于检测物体表面损伤的设备,通常使用激光或其他传感器技术,对物体进行扫描,获取物体表面的点云数据。在实际的应用过程中,损伤扫描装置可以选取双目扫描相机。点云数据是由大量无序的三维点构成的集合,用于表示三维物体的表面形状或场景的几何信息。本申请中的点云数据为传送带上,与传送带的运行方向垂直方向上的一条线对应的一行点云数据。
第一固定时间间隔、设定角度可以是预先设定的损伤扫描装置的工作方式。可以基于传送带的运行速度等设置第一固定时间间隔,例如运行速度较快时,可以将第一固定时间间隔设置的较短。可以基于传送带安装的场景来确定设定角度,避免损伤扫描装置发出的激光被传送带以外的物体遮挡。
具体地,损伤扫描装置中的激光发送器以第一固定时间间隔、设定角度向目标传送带发送激光,激光接收器接收目标传送带返回的激光,获取到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻存储在本地存储设备中。将点云数据和对应的扫描时刻打包成数据包,并生成标准数据格式发送至服务器。由于点云数据中的每一数据点都对应一个坐标,当出现损伤时,相邻数据点坐标对应的间隔相比较未出现损伤的位置的相邻数据点坐标对应的间隔会更大,因此可以通过分析点云数据确定传送带表面是否有损伤。
在一些实现方式中,可以通过调整设定角度对目标传送带的上表面或下表面进行扫描。
S302、在检测到损伤时,确定点云数据对应的扫描时刻,扫描时刻由损伤扫描装置发送。
扫描时刻可以为损伤扫描装置扫描到点云数据对应的时刻。
具体的,当损伤扫描装置扫描传送带表面的时候,可以向服务器同时发送扫描到的点云数据和扫描时刻,服务器可以对应进行接收存储。当服务器检测到损伤时,可以对应查找确定该点云数据对应的扫描时刻。
S303、根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,定位时刻是由读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,设定信息是由定位标识卡接收到读卡器发送的射频信号后,对应生成的,射频信号是由读卡器以第二固定时间间隔发送的。
读卡器是一种读取卡片上的信息或数据的设备或装置。它通常使用射频信号、磁场、光学或接触式等技术与卡片进行通信,将卡片上的数据传输到服务器或其他设备上进行处理和分析。第二固定时间间隔可以是预先设置的读卡器的运行间隔,可以基于传送带的运行速度和传送的长度进行设置。读卡器的属性可以决定该读卡器发射的射频信号的可作用范围。
定位标识卡是一种用于确定物体或位置的卡片或装置。通常包含一个唯一的标识号码,可以与特定的物体或位置相关联。在本实施例中,定位标识卡可以通过粘贴或内嵌的方式设置于目标传送带的侧面。由于定位标识卡的位置固定,可以预先进行存储。
设定信息可以是一个ID号,每一个ID号都是唯一的,与定位标识卡相对应,该ID号可以与定位标识卡的身份相关联,还可以包含对应标识卡安装的位置,例如一号传送带与二号传送带交接处的一号接头。
可以预先建立一个待训练的相对位置确定模型,服务器可以查找历史存储的传送带损伤位置定位数据。从中提取出进行损伤位置定位时的扫描时刻、定位时刻,传送带的运行速度、运行方向,第一位置、第二位置,损伤扫描装置的设定角度以及损伤位置与定位标识卡的相对位置,基于这些数据构造训练集。然后可以从训练集中获取由扫描时刻、定位时刻,传送带的运行速度、运行方向,第一位置、第二位置,损伤扫描装置的设定角度组成的训练样本,输入到待训练的相对位置确定模型,得到输出结果,即。可以根据训练得到的损伤位置与定位标识卡的相对位置与训练集中实际对应的损伤位置与定位标识卡的相对位置,计算损失函数,利用梯度下降法调整待训练的相对位置确定模型,以减小损失函数,直到损失函数不再减小时停止训练,得到相对位置确定模型。
具体的,可以将当前时刻的扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度输入到相对位置确定模型中,直接输出损伤位置与定位标识卡的相对位置。基于定位标识卡的固定位置、损伤位置与定位标识卡的相对位置,可以确定出损伤位置与定位标识卡的距离。
综上,损伤扫描装置对传送带表面进行扫描生成点云数据,服务器可以接收并分析点云数据,确定是否存在损伤。点云数据本身是一组坐标数据的集合,因此基于点云数据分析出的损伤结果更加的清晰可靠。服务器可以通过扫描时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度以及接收到的读卡器发送的定位时刻,以位置固定的定位标识卡为基础,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,提升了传送带损伤位置定位的准确性。通过损伤扫描装置对损伤位置进行检查,可以使传送带在较高的运行速度下,也可以检测到扫描的损伤,降低了查找损伤的时间,减少了漏检的情况,提高了检测的效率,同时通过读卡器与定位标识卡的配合工作,可以较为准确的对损伤位置进行定位,便于之后的维修工作。
在一些实施例中,根据扫描时刻、距离扫描时刻最近的定位时刻、传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;根据第一位置、第二位置,确定设备距离;根据第一位置、设定角度,确定损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;根据损伤位置移动方向和移动距离、设备距离、扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离。
在一些实现方式中,服务器中可能存储若干次定位时刻和对应的扫描时刻。本申请实施例可以通过最近一次扫描到定位标识卡的定位时刻与扫描到损伤位置的扫描时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,来确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离。
扫描角度可以为损伤扫描装置扫描的方向与垂直于水平地面方向的角度,扫描距离可以用于表示损伤扫描装置按照扫描角度向传送带表面发射激光时,落在传送带表面的位置与损伤扫描装置安装的第一位置垂直对应在传送到表面上的位置之间的距离。设备距离可以用于表示损伤扫描装置设置的第一位置与读卡器设置的第二位置之间的水平距离。移动距离可以用于表示从扫描时刻到定位时刻对应的时间间隔内,传送带上的损伤位置移动的距离。读卡器和损伤扫描装置可以设置在同一位置,也可以分别设置在两个位置。
基于传送带的运行方向,以各个设备在运行方向上的位置数据为基础进行分析,可以将在运行方向上的位置数据叫做水平位置。可以参考如图4所示的一种侧视角度的传送带损伤位置定位系统内设备的位置分布示意图,可以将读卡器的水平位置设置为a1,将损伤扫描装置的水平位置设置在a2,将定位标识卡的水平位置设置为a3,检测出的损伤位置为a4,可以将扫描角度设置为θ,激光落在传送带上的水平位置为a5,其中a1可以等于a3;将传送带运行的方向设置为由a1到a2,将传送带运行的速度设置为v,扫描时刻为t1,定位时刻为t2。那么相对应的,扫描距离为a5-a1,设备距离为a2-a1,移动距离可以为v*(t2-t1)。由于此时损伤位置已经经过了定位标识卡的位置,因此在进行计算时,可以利用上一次定位标识卡生成设定信息对应的定位时刻,也可以利用损伤位置移动一段时间后经过定位标识卡时对应的定位时刻。此时,定位标识卡到损伤位置的距离可以为a5-a2。在其他的设备的位置分布的场景中,可以使用上述不同的数据进行计算。
本实施例通过对不同的损伤位置和定位标识卡的相对位置与距离情况下,对传送带损伤的位置进行定位,同时增加了不同扫描方向的情况下,对传送带的损伤位置与定位标识卡之间计算方式的分析,增强了传送带损伤位置确定的鲁棒性。
在一些实施例中,服务器还用于:接收到读卡器发送的定位时刻和设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
设定信息中可以包括对应定位标识卡的设置位置。在一些实现方式中,为减少目标传送带运行速度的确定时间,可以在目标传送带上设置2个或多个定位标识卡。
具体地,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位时刻对应的定位标识卡的设置位置,基于此可以确定两个定位标识卡之间的距离,对相邻两个定位时刻做减法,得到时刻差,根据两个定位标识卡之间的距离与时刻差,确定传送带速度。
本实施例通过对相邻两个定位时刻对应的设定信息确定目标传送带的运行速度,增强了目标传送带速度获取的准确性。
在一些实施例中,根据第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;根据损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;根据传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;根据当前损伤位置与检修平台的距离、停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;根据传送带的运行速度、继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;基于停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
其中,检修平台是对传送带损伤位置集中修理的平台,将传送带损伤位置停在检修平台位置,以使工作人员对损伤位置进行修理;停带距离为发送停带指令时传送带继续运行的距离。
具体地,根据传送带的运行速度、当前时刻和最新的定位时刻确定定位标识卡移动的距离,根据定位标识卡移动的距离和第二位置,确定定位标识卡与第二位置之间的距离,确定检修平台的设置位置与第二位置之间的距离,根据定位标识卡与第二位置之间的距离、检修平台的设置位置与第二位置之间的距离确定定位标识卡与检修平台的相对位置和距离。
根据当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离,定位标识卡与损伤位置之间的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离:若损伤位置在检修平台与当前定位标识卡的位置之间,则当前损伤位置与检修平台的距离为当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离和定位标识卡与损伤位置之间的相对位置和距离之差;若损伤位置不在检修平台与当前定位标识卡的位置之间,则当前损伤位置与检修平台的距离为当前定位标识卡和检修平台的相对位置和距离与定位标识卡和损伤位置之间的相对位置和距离的总和。
传送带的停带距离的计算公式如下所示:
X停=v传2/2a停
式中,X停为停带距离,v传为传送带的运行速度,a停为传送带的停带加速度。
当停带距离小于当前损伤位置与检修平台的距离时,发送停带指令时传送带继续运行的距离为当前损伤位置与检修平台的距离与停带距离之差;
当停带距离大于当前损伤位置与检修平台的距离时,发送停带指令时传送带继续运行的距离为传送带的周长与当前损伤位置与检修平台的距离之和减去停带距离。
根据传送带的运行速度、继续运行距离,确定当前时刻与发送传送带指令的停带时刻的时刻差;确定时刻差与当前时刻确定发送停带指令的停带时刻。
本实施例通过计算当前时刻定位标识卡与检修平台的相对位置和距离,得到当前时刻损伤位置与检修平台的相对位置和距离,根据停带距离,确定发送停带指令的时刻,可以将传送带的损伤位置准确停在检修平台上,减少了之前停带时人工沟通的繁琐步骤,提高了将损伤位置停在检修平台的效率。
在一些实施例中,点云数据包括若干数据点。服务器按照预设滑窗宽度和预设步长对点云数据进行滑窗检测;针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;判断该次检测时滑窗内的每一数据点到传送带连线的垂直距离,将垂直距离确定为数据点的损伤深度;获取传送带的材质信息和使用时长;根据材质信息和使用时长,确定损伤深度阈值;对比损伤深度和损伤深度阈值,确定点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
滑窗可以以动态的边界限定一组点云数据点,预设滑窗宽度可以是预先设置的,用于表示点云数据点的边界限定的大小,预设步长可以是预先设置的,用于表示边界变化的幅度。起始数据点可以为滑窗中第一个数据点,终止数据点可以为对应滑窗的最后一个数据点。材质信息可以用于表示组成传送带的材料的信息,材料可以包括橡胶、尼龙、聚氯乙烯以及金属等,材质信息可以包括使用了何种材料、长度宽度等信息。使用时长可以用于表示该传送带从安装到矿井到当前时刻有多长时间。损伤深度阈值可以是预先设定的损伤深度,某一数据点的损伤深度超过该损伤阈值可以表示对应的滑窗区域出现纵撕。
具体的,先确定出每一次检测的起始数据点和终止数据点,将起始数据点和终止数据点连线,作为传送带连线。然后针对滑窗中任意一个数据点,到传送带连线做垂线,得到该数据点到传送带连线的垂直距离,确定为该数据点的损伤深度。不同的材质信息和使用时长的传送带,出现纵撕时可能对应不同损伤深度。可以通过历史传送带使用不同时间的纵撕相关的数据的分析,来得到不同的材质信息和使用时长的传送带,出现纵撕时对应的损伤深度。传送带在出厂时配备了对应的材质信息,在投入矿井使用时,可以对传送带的材质信息和投入时刻进行记录,因此可以直接获取到当前时刻使用的传送带的材质信息和使用时长,对应确定出损伤深度阈值。将损伤深度和损伤深度阈值进行对比,若损伤深度大于等于损伤深度阈值,则可以确定点云数据对应在传送带上的位置出现了纵撕,进而可以确定传送带出现了纵撕。若损伤深度小于损伤深度阈值,可以表示对应的滑窗区域没有出现纵撕。
在一些实现方式中,可以将点云数据显示在步骤S301涉及的坐标系中进行分析,若存在某一部分的数据点在坐标系中显示不平滑的凸起,可以直接确定为对应的滑窗区域出现纵撕。
本实施例针对每一次检测的滑窗中的每一个数据点进行处理,使得到的每个数据点的损伤深度更加准确可信。然后基于传送带的材质信息和使用时长来确定损伤深度阈值,避免利用固定的损伤深度阈值进行计算时结果不准确,利用到当前时刻为止使用的传送带对应的损伤深度阈值与损伤深度进行对比分析,提升了纵撕判断的准确性。
在一些实施例中,服务器还用于:分析点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;基于转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
可以以损伤扫描装置所在的位置为原点,以垂直传送带运行的方向为x轴,以传送带垂直于损伤扫描装置所在水平面的方向为y轴,建立坐标系。可以按照每个数据点的在x轴和y轴两个方面的数据,将点云数据显示在前述的坐标系中。垂直距离差值可以是每一个数据点在y轴方向上的距离的差值。
转折标记可以是点云数据出现波动的位置,可能为传送带的损伤带来的波动,也可能为传送带自身的自然弧度带来的波动。预设距离差可以根据传送带的自然弯曲状态确定的。相邻两对数据点的垂直距离差值之间的差值小于或等于预设距离差时,可以进行转折标记;若大于预设距离差,可以直接看作存在撕裂。需要说明的是,由于传送带在安装时,被设置为两边较为紧绷,中间比较松弛,按照一定的速度运行时,无论传送带上方是否存在物料,传送带中间区域到损伤扫描装置水平面的垂直高度比传送带的两边到损伤扫描装置水平面的垂直高度要短一些,因此体现在上述坐标系上的点云数据存在一定的弧度。
具体的,可以对点云数据进行分析,确定每一数据点的坐标数据,进而计算任意相邻两个数据点的垂直距离差值。然后可以针对任一对相邻两个数据点,先计算这两个数据点之间的垂直距离差值,然后将该垂直距离差值与前一对相邻两个数据点的垂直距离差值进行比较,如果两个垂直距离差值之间的差值小于或等于预设距离差,则将相邻两对数据点中的统一数据点进行转折标记。然后基于转折标记进行预设滑窗宽度的确定,在确定时可以以每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记为基础。预设步长的确定,可以以每个转折标记都能被连续两次滑窗选中为基础。
本实施例通过对点云数据中任意相邻两个数据点的垂直距离差值之间的处理,来确定预设滑窗宽度和预设步长。如果保证第一个滑窗内只包含起始数据点和终止数据点两个转折标记,那么针对滑窗内的数据点进行处理时,可以避免第一个滑窗出现异常的转折点,但是该转折点属于传送带自弯曲的情况。避免了预设滑窗宽度和预设步长不合适的选取导致纵撕检测过程不准确,提升了传送带纵撕检测过程的准确性。
在一些实施例中,服务器还用于:针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定若干组点云数据的点云变换关系;基于点云变换关系对若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
传送带表面特征可以是点云数据的法线、曲率等,传送带局部特征可以是点云数据的描述子、关键点以及特征点等,特征点可以包括角点、边缘等。点云变换关系可以与对齐方式预先进行对应的关联存储。点云配准是指将多组点云数据对齐或精确定位的过程。点云配准算法旨在找到点云之间的变换关系,使得它们在同一坐标系下对应的特征点或特征区域能够对齐或重叠。
具体的,针对任一时刻,可以从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征。然后可以使用特征描述子之间的距离度量或特征点之间的几何关系将每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征互相进行匹配,得到各个匹配的传送带表面特征和/或传送带局部特征。然后可以利用配准算法来确定将匹配的传送带表面特征和/或传送带局部特征进行对齐所需要的点云变换关系,进而利用该点云变换关系来调整数据点的坐标,将若干组点云数据对齐,以便于后续可以根据对齐的若干组点云数据来确定整体纵撕检测结果。
本实施例针对任一时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据,进行传送带表面特征和传送带局部特征的提取。然后利用点云配准算法确定对齐方式进行若干组点云数据的对齐,提升了整体纵撕检测结果的准确性和可参考性。
在一些实施例中,服务器对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取;若整体纵撕检测结果的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定传送带表面出现纵撕;若该时刻的点云数据的纵撕检测结果中未提取出撕裂特征,或整体纵撕检测结果的撕裂特征不为连续撕裂特征,则确定传送带表面未出现纵撕。
连续撕裂特征可以表现为,若干组点云数据出现纵撕的数据点的位置连续相接。在一些实现方式中,可以将若干组点云数据按照获取时刻由前到后显示在上述实施例的坐标系上,识别到在y轴方向上的预设小范围内存在明显的数据变化,可以看作连续撕裂特征。其中预设小范围可以设置为y轴方向上0-1cm对应的范围。
具体的,可以对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取。如果分析得到整体纵撕检测结果显示连续的几组点云数据的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定对应输送带出现纵撕。如果针对当前时刻的点云数据未提取出撕裂特征,或者整体纵撕检测结果中未提取出连续撕裂特征,则确定对应输送带未出现纵撕。
本实施例在可以通过对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取,结合整体纵撕检测结果的撕裂特征是否是连续撕裂特征,该时刻的点云数据是否能提取出撕裂特征,来确定输送是否出现纵撕。使输送带纵撕检测结果的判断过程更有逻辑,更加清晰。
在一些实施例中,可以对点云数据进行分析,确定每一数据点的点云坐标,基于点云坐标之间的关系来确定输送带出现纵撕。具体的,点云数据,确定包含的每一数据点的点云坐标,点云坐标包括与输送带运行方向垂直的方向上的坐标数据;计算点云数据中的相邻数据点之间的坐标数据的差值;若纵坐标数据的差值大于或等于预设坐标差值,则确定对应输送带出现纵撕。
或者,分析点云数据,确定点云数据包含的任意相邻数据点之间的距离和任意相邻数据点之间的斜率;若点云数据中任意相邻数据点之间的距离小于预设距离阈值且任意相邻数据点的斜率小于预设斜率阈值,则确定对应输送带出现纵撕。
在一些实现方式中,如果输送带上出现撕裂,那么点云数据中对应与撕裂位置上的某个坐标轴数据可能会出现丢失,进而导致撕裂位置上相邻的数据点之间的距离相比较正常情况下相邻数据点之间的距离会更大。可以按照上述实施例中的方式建立坐标系,以垂直输送带运行的方向为x轴,以输送带垂直于损伤扫描装置所在水平面的方向为y轴。预设坐标差值可以根据输送带历史的撕裂情况的大小来进行预先的设置。
可以将输送带对应的点云数据显示在坐标系上,每一个数据点都可以对应一个点云坐标。计算相邻数据点之间的,与输送带运行方向垂直的方向上的坐标数据的差值,即x轴方向上坐标数据的差值,然后将该差值与预设坐标差值进行比较,若差值大于或等于预设坐标差值,则可以确定对应输送带出现纵撕。
在另一些实现方式中,可以利用相邻数据点之间的欧几里得距离和相邻数据点之间在数值方向上的变化率来确定是否出现纵撕。任意相邻数据点之间的距离可以通过计算它们在特定坐标系下的欧几里得距离来衡量。任意相邻数据点之间的斜率是指两点之间的竖直方向上的变化率,也可以理解为线段的斜率或坡度。预设距离阈值和预设斜率阈值都可以基于输送带历史损伤情况来进行预先的设置。
可以将输送带对应的点云数据显示在坐标系上,假设相邻两个数据点的坐标分别是(x1,y1)和(x2,y2),可以先利用:相邻数据点之间的距离=sqrt((x2-x1)^2+(y2-y1)^2这一公式来计算距离,其中sqrt表示平方根操作。然后可以利用:斜率=(y2-y1)/(x2-x1)这一公式来计算斜率。然后将计算得到的距离和斜率分别与预设距离阈值和预设斜率阈值进行对比,如果点云数据中任意相邻数据点之间的距离小于预设距离阈值,且任意相邻数据点的斜率小于预设斜率阈值,则确定对应输送带出现纵撕。
本实施例通过对点云数据中的数据点的分析,更加简洁、快速的确定输送带是否出现纵撕。
在一些实施例中,传送带损伤位置定位系统还包括遮挡罩和除尘器,除尘器设置在遮挡罩上方;可以控制除尘器运作对遮挡罩进行以去除遮挡罩上的煤尘。具体的,向除尘器发送除尘信号,以控制除尘器对应进行运作以去除遮挡罩上的煤尘。
遮挡罩可以是透明的,可以阻挡落在损伤扫描装置上方的煤尘,但是当遮挡罩上的煤尘过多时也会影响到损伤扫描装置的扫描情况,因此可以设置除尘器在遮挡罩上方,能够为遮挡罩进行除尘的操作。
具体的,服务器可以向除尘器发送除尘信号,来控制除尘器按照除尘信号尽心个运作,来去除遮挡罩上的煤尘。
在一些实现方式中,传送带损伤位置定位系统还可以包括煤尘浓度检测设备。可以接收煤尘浓度检测设备检测到的当前煤尘浓度,根据当前煤尘浓度确定除尘器的工作频率。若当前煤尘浓度较低,可以降低工作频率,降低装置的损耗。
本实施例利用遮挡罩阻挡煤尘落到损伤扫描装置上,避免损伤扫描装置受到煤灰的影响,减少使用寿命。利用除尘器对遮挡罩上的煤尘进行刮除,避免遮挡罩上覆盖的煤尘影响损伤扫描装置的拍摄,进而提升输送带纵撕的检测方法准确性。
图5为本申请一实施例提供的一种服务器的结构示意图,应用于上述实施例中的传送带损伤位置定位系统。如图5所示的,本实施例的服务器包括:损伤判断模块500、扫描时刻确定模块501和相对位置和距离确定模块502。
损伤判断模块500,用于对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,点云数据是损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的;
扫描时刻确定模块501,用于在检测到损伤时,确定点云数据对应的扫描时刻,扫描时刻由损伤扫描装置发送;
相对位置和距离确定模块502,用于根据扫描时刻、定位时刻、传送带的运行速度、运行方向、第一位置、第二位置、设定角度,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,定位时刻是由读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,设定信息是由定位标识卡接收到读卡器发送的射频信号后,对应生成的,射频信号是由读卡器以第二固定时间间隔发送的。
可选的,相对位置和距离确定模块502具体用于:
根据扫描时刻、距离扫描时刻最近的定位时刻、传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据第一位置、第二位置,确定设备距离;
根据第一位置、设定角度,确定损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;
根据损伤位置移动方向和移动距离、设备距离、扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离。
可选的,服务器还包括传送带速度确定模块503,用于:
接收到读卡器发送的定位时刻和设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
可选的,服务器还包括停带时刻确定模块504,用于:
根据第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;
根据损伤位置与定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
可选的,点云数据包括若干数据点;损伤判断模块500具体用于:
按照预设滑窗宽度和预设步长对点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到传送带连线的垂直距离,将垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据材质信息和使用时长,确定损伤深度阈值;
对比损伤深度和损伤深度阈值,确定点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
可选的,服务器还包括转折标记模块505,用于:
分析点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
可选的,服务器还包括整体纵撕检测结果确定模块506,用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定若干组点云数据的点云变换关系;
基于点云变换关系对若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
可选的,损伤判断模块500具体用于:
对该时刻的点云数据的纵撕检测结果和整体纵撕检测结果进行撕裂特征的提取;
若整体纵撕检测结果的撕裂特征为连续撕裂特征,则确定传送带出现纵撕;
若该时刻的点云数据的纵撕检测结果中未提取出撕裂特征,或整体纵撕检测结果的撕裂特征不为连续撕裂特征,则确定传送带表面未出现纵撕。
本实施例提供的服务器,可用于执行上述方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,本实施例此处不再赘述。
图6为本申请一实施例提供的一种电子设备的结构示意图,如图6所示,本实施例的电子设备600可以包括:存储器601和处理器602。
存储器601上存储有能够被处理器602加载并执行上述实施例中方法的计算机程序。
其中,处理器602和存储器601相连,如通过总线相连。
可选地,电子设备600还可以包括收发器。需要说明的是,实际应用中收发器不限于一个,该电子设备600的结构并不构成对本申请实施例的限定。
处理器602可以是CPU(Central Processing Unit,中央处理器),通用处理器,DSP(Digital Signal Processor,数据信号处理器),ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit,专用集成电路),FPGA(Field Programmable Gate Array,现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框,模块和电路。处理器602也可以是实现计算功能的组合,例如包含一个或多个微处理器组合,DSP和微处理器的组合等。
总线可包括一通路,在上述组件之间传送信息。总线可以是PCI(PeripheralComponent Interconnect,外设部件互连标准)总线或EISA(Extended Industry StandardArchitecture,扩展工业标准结构)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示,图中仅用一条粗线表示,但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。
存储器601可以是ROM(Read Only Memory,只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备,RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备,也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory,电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory,只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质,但不限于此。
存储器601用于存储执行本申请方案的应用程序代码,并由处理器602来控制执行。处理器602用于执行存储器601中存储的应用程序代码,以实现前述方法实施例所示的内容。
其中,电子设备包括但不限于:移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图6示出的电子设备仅仅是一个示例,不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
本实施例的电子设备,可以用于执行上述任一实施例的方法,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本申请还提供一种计算机可读存储介质,存储有能够被处理器加载并执行如上实施例中的方法的计算机程序。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述各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,执行包括上述各方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
Claims (9)
1.一种传送带损伤位置定位系统,其特征在于,用于对传送带进行损伤定位;所述系统包括:损伤扫描装置、定位标识卡、读卡器、服务器;所述定位标识卡设置在所述传送带的侧面;所述损伤扫描装置设置在第一位置,扫描范围包括所述传送带的表面;所述读卡器设置在第二位置,当所述定位标识卡距离所述第二位置最近时,所述读卡器在所述定位标识卡的通信范围内;所述服务器分别与所述损伤扫描装置、所述读卡器连接;
所述损伤扫描装置用于以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到传送带表面的点云数据和对应的扫描时刻,并将所述点云数据和对应的扫描时刻发送至所述服务器,所述第一固定时间间隔为基于传送带的运行速度设置的,所述设定角度为根据传送带安装的场景来确定的,所述点云数据为传送带上,与传送带的运行方向垂直方向上的一条线对应的一行点云数据;
所述读卡器用于以第二固定时间间隔发送射频信号,所述第二固定时间间隔为基于传送带的运行速度和传送带的长度确定的;
所述定位标识卡用于在接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成设定信息返回给所述读卡器;
所述读卡器用于接收所述设定信息,将接收到所述设定信息的时刻确定为定位时刻进行记录,并将所述定位时刻发送给所述服务器;
所述服务器用于对所述点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,并在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离;
所述点云数据包括若干数据点;所述服务器还用于:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
2.根据权利要求1所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器在根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离时,具体用于:
根据所述扫描时刻、距离所述扫描时刻最近的所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向,确定损伤位置移动方向和移动距离;
根据所述第一位置、所述第二位置,确定设备距离;
根据所述第一位置、所述设定角度,确定所述损伤扫描装置的扫描方向和扫描距离;
根据所述损伤位置移动方向和移动距离、所述设备距离、所述扫描方向和扫描距离,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离。
3.根据权利要求1所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器还用于:
接收到所述读卡器发送的所述定位时刻和所述设定信息后,根据相邻两个定位时刻对应的设定信息,确定相邻两个定位标识卡的距离;
根据相邻两个定位时刻、相邻两个定位标识卡的距离,确定传送带速度。
4.根据权利要求1-3任一项所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器还用于:
根据所述第二位置、检修平台的设置位置、最新的定位时刻、所述传送带的运行速度,确定当前定位标识卡与检修平台的相对位置和距离;
根据所述损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,确定当前损伤位置与检修平台的距离;
根据所述传送带的运行速度、停带加速度,确定传送带的停带距离;
根据当前损伤位置与检修平台的距离、所述停带距离,计算发送停带指令时继续运行距离;
根据传送带的运行速度、所述继续运行距离,确定发送停带指令的停带时刻;
基于所述停带时刻向传送带发送停带指令,以使传送带损伤部位停在检修平台的位置。
5.根据权利要求1所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器在对所述点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤时,具体用于:
按照预设滑窗宽度和预设步长对所述点云数据进行滑窗检测;
针对任一次检测,确定滑窗内的起始数据点和终止数据点;
连接起始数据点和终止数据点,确定该次检测的传送带连线;
判断该次检测时滑窗内的每一数据点到所述传送带连线的垂直距离,所述垂直距离确定为数据点的损伤深度;
获取传送带的材质信息和使用时长;
根据所述材质信息和所述使用时长,确定损伤深度阈值;
对比所述损伤深度和所述损伤深度阈值,确定所述点云数据对应在传送带的位置上是否出现纵撕,以根据所述点云数据的纵撕检测结果,确定对应传送带是否出现纵撕。
6.根据权利要求5所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器还用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的传送带表面特征和传送带局部特征;
基于每一组点云数据的每一传送带表面特征和每一传送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的点云变换关系;
基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
7.根据权利要求6所述的传送带损伤位置定位系统,其特征在于,所述服务器还用于:
针对任一时刻,从该时刻对应的历史时段内的连续的若干组点云数据中,分别提取每一组点云数据的输送带表面特征和输送带局部特征;
基于每一输送带表面特征和每一输送带局部特征,利用点云配准算法确定所述若干组点云数据的对齐方式;
获取所述对齐方式对应的点云变换关系,并基于所述点云变换关系对所述若干组点云数据中的数据点的坐标进行调整,得到对齐的若干组点云数据,以基于对齐的若干组点云数据,确定整体纵撕检测结果。
8.一种服务器,其特征在于,应用于权利要求1-7任一项所述的传送带损伤位置定位系统;所述服务器包括:
损伤判断模块,用于对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,所述点云数据是所述损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的,所述第一固定时间间隔为基于传送带的运行速度设置的,所述设定角度为根据传送带安装的场景来确定的,所述点云数据为传送带上,与传送带的运行方向垂直方向上的一条线对应的一行点云数据;
扫描时刻确定模块,用于在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,所述扫描时刻由所述损伤扫描装置发送;
相对位置和距离确定模块,用于根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,所述定位时刻是由所述读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,所述设定信息是由所述定位标识卡接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成的,所述射频信号是由所述读卡器以第二固定时间间隔发送的,所述第二固定时间间隔为基于传送带的运行速度和传送带的长度确定的;
所述点云数据包括若干数据点;所述服务器还包括转折标记模块,用于:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
9.一种传送带损伤位置定位方法,其特征在于,应用于权利要求1-7任一项所述的传送带损伤位置定位系统;所述传送带损伤位置定位方法包括:
对点云数据进行分析,判断传送带表面是否有损伤,所述点云数据是所述损伤扫描装置以第一固定时间间隔、设定角度向传送带发射激光,接收反射回的激光得到并发送的,所述第一固定时间间隔为基于传送带的运行速度设置的,所述设定角度为根据传送带安装的场景来确定的,所述点云数据为传送带上,与传送带的运行方向垂直方向上的一条线对应的一行点云数据;
在检测到损伤时,确定所述点云数据对应的扫描时刻,所述扫描时刻由所述损伤扫描装置发送;
根据所述扫描时刻、所述定位时刻、所述传送带的运行速度、运行方向、所述第一位置、所述第二位置、所述设定角度,确定损伤位置与所述定位标识卡的相对位置和距离,所述定位时刻是由所述读卡器根据接收到设定信息的时刻确定的,所述设定信息是由所述定位标识卡接收到所述读卡器发送的射频信号后,对应生成的,所述射频信号是由所述读卡器以第二固定时间间隔发送的,所述第二固定时间间隔为基于传送带的运行速度和传送带的长度确定的;
所述点云数据包括若干数据点;所述传送带损伤位置定位方法还包括:
分析所述点云数据包括的相邻两个数据点的垂直距离差值;
针对任一对相邻两个数据点,若该对相邻两个数据点的垂直距离差值与该对相邻两个数据点的前一对相邻两个数据点的垂直距离差值之间的差值大于预设距离差,则将该对相邻两个数据点和前一对相邻两个数据点中的同一数据点进行转折标记;
基于所述转折标记,确定预设滑窗宽度和预设步长,以使每一次检测时第一个滑窗内都不包含除了起始数据点和终止数据点以外的转折标记。
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