基于圖像處理的掘進(jìn)機(jī)截齒磨損分析系統(tǒng)的研究.pdf

1、截割頭是掘進(jìn)機(jī)的關(guān)鍵部件。由于截割頭上的截齒與煤巖直接接觸，經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間工作后，截齒會(huì)受到不同程度的磨損。如截齒磨損過大，將會(huì)對(duì)掘進(jìn)機(jī)的工作效率產(chǎn)生極大影響。因此，設(shè)計(jì)一種掘進(jìn)機(jī)截齒磨損分析系統(tǒng)對(duì)提高掘進(jìn)機(jī)的工作效率具有極其重要的意義。
　　 傳統(tǒng)的測(cè)量器件磨損變化程度的方法有稱重法、水測(cè)體積法等，這些方法不僅繁瑣費(fèi)時(shí)，其效率也難以滿足實(shí)際需要。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展，其已被廣泛應(yīng)用于工業(yè)檢測(cè)及監(jiān)控領(lǐng)域?；诖?，本課題利用圖像平滑、

2、分割、特征提取和圖像分析等圖像處理技術(shù)，提出并設(shè)計(jì)了一種新的掘進(jìn)機(jī)截齒磨損分析系統(tǒng)。系統(tǒng)通過提取截齒圖像的面積特征參數(shù)和輪廓參數(shù)等信息，可對(duì)不同廠家的截齒的磨損情況進(jìn)行對(duì)比分析，同時(shí)也可對(duì)截齒不同幾何位置的磨損程度進(jìn)行分析。在對(duì)國(guó)內(nèi)外相關(guān)掘進(jìn)機(jī)截齒磨損技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合當(dāng)前廣泛應(yīng)用的數(shù)字圖像處理技術(shù)，提出了掘進(jìn)機(jī)截齒磨損分析系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，并確定了系統(tǒng)總體實(shí)現(xiàn)框架。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主要包括硬件部分和軟件部分。硬件部分由截齒磨損試驗(yàn)

3、臺(tái)系統(tǒng)和圖像獲取系統(tǒng)組成。截齒磨損試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)可對(duì)掘進(jìn)機(jī)截齒的工作環(huán)境進(jìn)行有效仿真，圖像獲取系統(tǒng)完成截齒的圖像采集。軟件部分由圖像處理模塊、數(shù)據(jù)分析模塊和三維重建模塊組成。圖像處理模塊對(duì)截齒圖像進(jìn)行預(yù)處理，提取輪廓參數(shù)、面積特征等信息；數(shù)據(jù)分析模塊通過計(jì)算截齒磨損前后的面積參數(shù)，得到截齒的幾何位置磨損情況；三維重建模塊采用基于光線和圖像平面輪廓對(duì)應(yīng)的光錐求交的算法生成三維模型，可更直觀的觀察截齒磨損前后的情況。
　　 通過進(jìn)行多次