輸送帶縱向撕裂機器視覺在線監(jiān)控系統(tǒng)研究.pdf

1、帶式輸送機是散裝物料大量運輸的重要方式，具有成本低，長距離，運量大的優(yōu)勢。輸送帶是帶式輸送機上的重要組成部分，由于散狀物料中有時會有尖銳的雜質，例如煤炭中的矸石、錨桿等，在下落到輸送帶表面上時可能會砸穿輸送帶，造成輸送帶的縱向撕裂。輸送帶縱向撕裂一旦發(fā)生會造成廠礦停機，造成經濟損失，嚴重時還有可能引發(fā)火災造成嚴重的后果。因此，輸送帶縱向撕裂的實時檢測就是一個亟待解決的問題。輸送帶縱向撕裂主要有接觸式和非接觸式兩大類檢測方法，接觸式檢測方

2、法大多有靈敏度低的問題，非接觸式檢測方法中，視覺檢測是近年來研究的熱門方向。本文根據當前輸送帶縱向撕裂檢測領域的研究現狀，為了實現輸送帶縱向撕裂的實時、可靠檢測和檢測到撕裂時控制停機，深入研究了基于可見光CCD的縱向撕裂檢測以及定位方法，并設計了輸送帶縱向撕裂的監(jiān)控系統(tǒng)。本文的主要研究內容如下：
　　根據輸送帶縱向撕裂的國內外近年的研究現狀，提出了基于可見光CCD相機和激光線光源的縱向撕裂目標檢測原理。研究了圖像預處理方法，角點檢

3、測算法，直線檢測算法以及圓形檢測算法，并根據FAST角點檢測算法、改進的概率Hough變換（PPHT）直線檢測算法和2-1 Hough變換（21HT）圓形檢測算法，研究設計了基于圖像特征提取的縱向撕裂檢測和定位的原理和方法。
　　基于縱向撕裂檢測原理和定位原理，設計了一個小型化的縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點，用于實現縱向撕裂的檢測及定位功能。節(jié)點使用NVIDIA Jetson TK1嵌入式GPU平臺進行圖像處理；節(jié)點內的檢測軟件實現

4、了縱向撕裂檢測和定位的原理和方法，使用C++編寫，同時基于OpenCV視覺庫，保證了處理速度，并使用Qt設計編寫了一個用來調試的用戶界面；節(jié)點使用無線網絡，可通過無線網絡連接到井下光纖環(huán)網，實現檢測數據到上位機數據庫的實時上傳；數據庫使用MongoDB數據庫，用來保存歷史數據。
　　根據設計的縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點，搭建了縱向撕裂檢測系統(tǒng)。將速度傳感器、縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點以及上位機連接起來，實現了從圖像采集、處理到結果

5、分析、定位到數據上傳的功能；搭建了實驗平臺對檢測系統(tǒng)進行了實時性和準確性的研究測試，測試結果表明本文提出的方法有良好的實時性和準確性，滿足輸送帶縱向撕裂檢測的要求。
　　為了實現檢測到縱向撕裂時的停機控制，設計了控制方案實驗平臺。該平臺使用西門子S7-300 PLC，通過編寫程序控制變頻器實現調速功能及啟動停機功能。上位機與PLC之間通過OPC服務器進行通訊。使用C＃編寫了 OPC客戶端軟件連接檢測系統(tǒng)，用來實現檢測到縱向撕裂的停