輸送帶縱向撕裂機(jī)器視覺(jué)在線監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、帶式輸送機(jī)是散裝物料大量運(yùn)輸?shù)闹匾绞?，具有成本低，長(zhǎng)距離，運(yùn)量大的優(yōu)勢(shì)。輸送帶是帶式輸送機(jī)上的重要組成部分，由于散狀物料中有時(shí)會(huì)有尖銳的雜質(zhì)，例如煤炭中的矸石、錨桿等，在下落到輸送帶表面上時(shí)可能會(huì)砸穿輸送帶，造成輸送帶的縱向撕裂。輸送帶縱向撕裂一旦發(fā)生會(huì)造成廠礦停機(jī)，造成經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)還有可能引發(fā)火災(zāi)造成嚴(yán)重的后果。因此，輸送帶縱向撕裂的實(shí)時(shí)檢測(cè)就是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。輸送帶縱向撕裂主要有接觸式和非接觸式兩大類(lèi)檢測(cè)方法，接觸式檢測(cè)方

2、法大多有靈敏度低的問(wèn)題，非接觸式檢測(cè)方法中，視覺(jué)檢測(cè)是近年來(lái)研究的熱門(mén)方向。本文根據(jù)當(dāng)前輸送帶縱向撕裂檢測(cè)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀，為了實(shí)現(xiàn)輸送帶縱向撕裂的實(shí)時(shí)、可靠檢測(cè)和檢測(cè)到撕裂時(shí)控制停機(jī)，深入研究了基于可見(jiàn)光CCD的縱向撕裂檢測(cè)以及定位方法，并設(shè)計(jì)了輸送帶縱向撕裂的監(jiān)控系統(tǒng)。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　根據(jù)輸送帶縱向撕裂的國(guó)內(nèi)外近年的研究現(xiàn)狀，提出了基于可見(jiàn)光CCD相機(jī)和激光線光源的縱向撕裂目標(biāo)檢測(cè)原理。研究了圖像預(yù)處理方法，角點(diǎn)檢

3、測(cè)算法，直線檢測(cè)算法以及圓形檢測(cè)算法，并根據(jù)FAST角點(diǎn)檢測(cè)算法、改進(jìn)的概率Hough變換（PPHT）直線檢測(cè)算法和2-1 Hough變換（21HT）圓形檢測(cè)算法，研究設(shè)計(jì)了基于圖像特征提取的縱向撕裂檢測(cè)和定位的原理和方法。
　　基于縱向撕裂檢測(cè)原理和定位原理，設(shè)計(jì)了一個(gè)小型化的縱向撕裂檢測(cè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，用于實(shí)現(xiàn)縱向撕裂的檢測(cè)及定位功能。節(jié)點(diǎn)使用NVIDIA Jetson TK1嵌入式GPU平臺(tái)進(jìn)行圖像處理；節(jié)點(diǎn)內(nèi)的檢測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)

4、了縱向撕裂檢測(cè)和定位的原理和方法，使用C++編寫(xiě)，同時(shí)基于OpenCV視覺(jué)庫(kù)，保證了處理速度，并使用Qt設(shè)計(jì)編寫(xiě)了一個(gè)用來(lái)調(diào)試的用戶界面；節(jié)點(diǎn)使用無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，可通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)連接到井下光纖環(huán)網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)到上位機(jī)數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)時(shí)上傳；數(shù)據(jù)庫(kù)使用MongoDB數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)保存歷史數(shù)據(jù)。
　　根據(jù)設(shè)計(jì)的縱向撕裂檢測(cè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)，搭建了縱向撕裂檢測(cè)系統(tǒng)。將速度傳感器、縱向撕裂檢測(cè)無(wú)線傳感器節(jié)點(diǎn)以及上位機(jī)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)了從圖像采集、處理到結(jié)果

5、分析、定位到數(shù)據(jù)上傳的功能；搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性的研究測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明本文提出的方法有良好的實(shí)時(shí)性和準(zhǔn)確性，滿足輸送帶縱向撕裂檢測(cè)的要求。
　　為了實(shí)現(xiàn)檢測(cè)到縱向撕裂時(shí)的停機(jī)控制，設(shè)計(jì)了控制方案實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)使用西門(mén)子S7-300 PLC，通過(guò)編寫(xiě)程序控制變頻器實(shí)現(xiàn)調(diào)速功能及啟動(dòng)停機(jī)功能。上位機(jī)與PLC之間通過(guò)OPC服務(wù)器進(jìn)行通訊。使用C＃編寫(xiě)了 OPC客戶端軟件連接檢測(cè)系統(tǒng)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)檢測(cè)到縱向撕裂的停