基于LabVIEW的輸送帶縱向撕裂視覺(jué)在線檢測(cè)算法研究與系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).pdf

1、帶式運(yùn)輸機(jī)具有成本低，通用性強(qiáng)，運(yùn)輸距離長(zhǎng)，連續(xù)性好，運(yùn)力大和易于集成等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于礦山、物流、冶金等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各行各業(yè)。尤其是在煤礦，膠帶運(yùn)輸機(jī)是關(guān)乎正常生產(chǎn)任務(wù)和井下生命安全的關(guān)鍵機(jī)電設(shè)備。但由于其較大的工作負(fù)荷和運(yùn)輸距離長(zhǎng)的特點(diǎn)而帶來(lái)的保護(hù)困難，輸送機(jī)膠帶（皮帶）常因堆疊、卡壓、摩擦、鋼絲繩抽芯等原因而產(chǎn)生撕裂。因膠帶運(yùn)輸機(jī)的運(yùn)行特性，膠帶撕裂的特征大部分為縱向撕裂。而一旦縱向撕裂發(fā)生，在膠帶快速運(yùn)行的狀態(tài)下如停車(chē)不及時(shí)，撕

2、裂情況可能會(huì)快速延伸擴(kuò)張。由于輸送機(jī)的膠帶成本占比較高，更換撕裂皮帶也會(huì)帶來(lái)不菲的維修費(fèi)用，加上皮帶機(jī)故障對(duì)生產(chǎn)的影響，縱向撕裂帶來(lái)的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重。故膠帶輸送機(jī)膠帶的縱向撕裂檢測(cè)具有重要的意義。現(xiàn)有的撕裂檢測(cè)技術(shù)多少存在成本高、準(zhǔn)確率低、誤報(bào)、環(huán)境要求高和可靠性不好等問(wèn)題，故現(xiàn)在缺乏能應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)際的成熟技術(shù)。本文借鑒機(jī)器視覺(jué)技術(shù)，采用圖像檢測(cè)的方法對(duì)縱向撕裂進(jìn)行檢測(cè)，開(kāi)發(fā)了測(cè)試軟件，并且搭建了硬件系統(tǒng)。該方法具有實(shí)時(shí)、無(wú)損、

3、成本低和準(zhǔn)確率高等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效的完成撕裂檢測(cè)的任務(wù)。
　　 本課題完成的主要工作有:
　　 1、分析了膠帶撕裂的主要原因，在對(duì)現(xiàn)有的撕裂檢測(cè)技術(shù)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比的基礎(chǔ)上選擇了以視覺(jué)檢測(cè)技術(shù)為基礎(chǔ)的檢測(cè)方法;
　　 2、搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，以真實(shí)撕裂圖片為研究對(duì)象，用MATLAB為工具對(duì)比了圖像的預(yù)處理、圖像增強(qiáng)、圖像分割等圖像處理技術(shù)中的各種常用算法的效果，驗(yàn)證了其在撕裂檢測(cè)應(yīng)用中的有效性，并選擇出最優(yōu)的圖像處理流程組合，

4、最后提出圖像識(shí)別和撕裂判斷的思路和方法，完成了算法的研究;
　　 3、選用工業(yè)CCD灰度相機(jī)采集圖像，IEEE1394標(biāo)準(zhǔn)接口和光纖實(shí)現(xiàn)圖像信號(hào)的遠(yuǎn)距離傳輸，并用高性能1394圖像采集卡采集圖像信號(hào)，PLC電控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)控制和報(bào)警，完成了系統(tǒng)硬件平臺(tái)的搭建和選型;
　　 4、運(yùn)用OPC技術(shù)和DataSocket技術(shù)解決了上位機(jī)軟件與控制報(bào)警PLC的通訊問(wèn)題;
　　 5、以LabVIEW作為上位機(jī)，利用LabVIEW

5、中的IMAQ vision圖像處理Ⅵ庫(kù)編寫(xiě)了機(jī)器視覺(jué)測(cè)試平臺(tái)軟件，軟件能夠采集圖像，包含圖像濾波、邊緣檢測(cè)和形態(tài)學(xué)檢測(cè)等常用的圖像處理功能，并實(shí)現(xiàn)了閾值報(bào)警和實(shí)時(shí)性檢測(cè)等功能;
　　 6、進(jìn)行了一次現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，提出了系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的問(wèn)題和改進(jìn)方向。
　　 本課題的研究以實(shí)驗(yàn)論證和新方法探索相結(jié)合的方式開(kāi)展，過(guò)程中所有的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試均用真實(shí)采集到的撕裂膠帶圖片作為研究對(duì)象，處理算法和結(jié)果數(shù)據(jù)真實(shí)可靠，具有較強(qiáng)的參考價(jià)值。在圖

6、像增強(qiáng)領(lǐng)域，作者經(jīng)過(guò)探索和思考，提出了利用形態(tài)學(xué)去背景干擾以突出有效特征的算法;在圖像識(shí)別部分將形態(tài)學(xué)細(xì)化處理方法引入以識(shí)別裂紋骨架特征;以及思考提出了對(duì)圖像增強(qiáng)要求較低的套模法裂紋識(shí)別方法等;文章在包括之上所指出的方法在內(nèi)的多處地方都體現(xiàn)出創(chuàng)新性。在每一項(xiàng)對(duì)比實(shí)驗(yàn)的開(kāi)展、驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)施，以及問(wèn)題的提出、解決等課題進(jìn)行的每一個(gè)過(guò)程中，也都凝聚著作者思考的結(jié)晶。本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)好，可實(shí)現(xiàn)膠帶運(yùn)輸機(jī)膠帶的在線無(wú)損檢測(cè)，在實(shí)驗(yàn)過(guò)