基于圖像識別的帶式輸送機輸煤量和跑偏檢測方法

韓濤， 黃友銳， 張立志， 徐善永， 許家昌， 鮑士水

(1.安徽理工大學(xué) 電氣與信息工程學(xué)院，安徽 淮南 232001；2.西安外事學(xué)院 工學(xué)院，陜西 西安 710077)

0 引言

帶式輸送機是重要的煤炭運輸設(shè)備，具有運輸距離長、運輸量大、速度快、連續(xù)作業(yè)時間長等特點[1-3]。帶式輸送機實際應(yīng)用中需要對輸煤量和跑偏進(jìn)行檢測：輸煤量檢測可使帶式輸送機根據(jù)煤量自動調(diào)速，減少能耗[4-5]；跑偏檢測可避免出現(xiàn)安全事故。目前，帶式輸送機輸煤量和跑偏檢測主要通過布設(shè)繁多的傳感器實現(xiàn)，且多為接觸式傳感器，長期使用后傳感器損耗嚴(yán)重，檢測準(zhǔn)確率降低，實時性變差。因此采用檢測性能穩(wěn)定、準(zhǔn)確率高的非接觸式檢測方法逐漸成為研究熱點。

文獻(xiàn)[6]使用激光掃描輸送帶，獲得輸送帶上物料的點云信息，根據(jù)點云構(gòu)成的輪廓，確定輸送帶輸煤量。文獻(xiàn)[7]使用激光的Ohta顏色特征構(gòu)建輸送帶輪廓線，計算輸送帶梯形截面積，從而獲得輸煤量。但文獻(xiàn)[6-7]都是用激光對輸送帶進(jìn)行點或線的掃描，容易受環(huán)境中細(xì)小顆粒物的影響，且激光本身受外部強光影響，對物料輪廓提取造成較大干擾，同時激光儀價格昂貴，限制了其應(yīng)用。使用相機拍攝圖像受外界強光干擾小，且可獲取一個區(qū)域的圖像信息，信息量豐富，檢測更準(zhǔn)確。文獻(xiàn)[8]使用數(shù)字?jǐn)z像機獲取輸送帶視頻圖像，通過對比圖像的時域與頻域特征，計算輸煤量。文獻(xiàn)[9]使用圖像邊緣檢測得到煤料寬度，通過知識庫模糊計算得到輸煤量。……