基于机器视觉的输送带在线检测系统关键技术的研究

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带式输送机运输是我国现代化生产的主要运输方式之一,广泛地应用于矿山、冶金、码头、电力、化工等领域。输送带是带式输送机的重要牵引和运载部件,在使用过程中经常会发生跑偏、表面损伤和纵向撕裂等故障,如得不到及时检测和处理,会造成断带或纵向撕裂安全事故。为了避免输送带断带或纵向撕裂安全事故的发生,需要对输送带运行状况进行在线检测。  本文针对基于机器视觉的输送带在线检测系统关键技术进行了研究。根据输送带在线检测的需求,提出了利用单个线阵CCD相机对输送带运行图像的采集方法,并设计了单个相机的输送带图像采集子系统及其照明子系统,解决了输送带运动速度快、上下输送带间距离近(物距小)和采集范围大(视场大)的输送带运行图像采集的难题,实现了1.4m带宽的输送带利用单个线阵CCD相机对输送带运行图像的采集,降低了系统成本,减少了网络传输的IP地址和图像处理的数据量,易于实现;设计了输送带运行图像传输子系统,分析了矿用环网的结构和矿用交换机的原理,选取了相应的网络传输设备,并对交换机进行了配置,采用了TCP/IP协议、令牌环网等网络协议和C++语言设计了上位机与工业摄像机和控制器的通信软件,实现了输送带运行图像数据的在线传输;研究了基于机器视觉的输送带运行图像的预处理算法,提出了一种基于数学形态学和灰度线性变换的输送带运行图像的预处理算法,该算法采用数学形态学的开运算滤除运行图像的噪声,利用灰度线性变换增大运行图像的对比度,利于故障图像的检测与分割;搭建了基于机器视觉的输送带在线检测系统,进行了实验室实验和现场试验,结果表明该系统能够实现利用单个线阵CCD相机对输送带运行图像的采集、传输和预处理的功能。  本文所研究的基于机器视觉的输送带在线检测的输送带运行图像的采集、传输及预处理技术可应用与基于机器视觉的输送带在线检测系统。该系统能够远程在线检测输送带运行图像,实时存储和显示图像,并对图像进行处理与分析,发现输送带纵向撕裂、跑偏、表面损伤等故障,及时报警,避免重大断带或纵向撕裂安全事故的发生、设备的损坏、停产和人员伤亡,减少运输物料的损耗和经济损失,保证输送带安全可靠运行,提高生产效率,可广泛应用于煤炭、矿山、港口、电力、冶金、化工等领域使用输送带的场合。
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