本項(xiàng)目的總體目標(biāo)是自動(dòng)檢測傳送帶運(yùn)行狀態(tài),如果皮帶跑偏或者檢測到皮帶撕裂,進(jìn)行自動(dòng)預(yù)警。同時(shí),利用圖像測量技術(shù)檢測傳送帶煤堆體積,預(yù)估傳送重量。
二、具體功能
1、圖像采集與傳輸
實(shí)現(xiàn)高速圖像采集,用于檢測和識(shí)別處理,并將圖像傳送到監(jiān)控中心進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
2、自動(dòng)檢測皮帶兩側(cè)邊界
對(duì)皮帶兩側(cè)邊界進(jìn)行檢測,判斷皮帶是否跑偏。
3、自動(dòng)探傷
對(duì)皮帶是否撕裂進(jìn)行檢測,自動(dòng)定位撕裂所在位置。
4、自動(dòng)報(bào)警
如果皮帶跑偏或者發(fā)現(xiàn)撕裂,進(jìn)行報(bào)警。
5、自動(dòng)檢測煤堆體積
對(duì)煤堆的體積進(jìn)行測量,預(yù)估重量。
三、硬件系統(tǒng)
硬件系統(tǒng)包括圖像采集系統(tǒng)、光電檢測系統(tǒng)、輔助光源系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)工業(yè)控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、報(bào)警系統(tǒng)、設(shè)備防雨防塵裝置和設(shè)備支架。硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖和示意圖如圖1和圖2所示。
(1)輔助光源
為了全天時(shí)拍攝清晰圖像,該系統(tǒng)需要輔助光源,配合環(huán)境光較低時(shí)圖像的圖像采集。
將光信號(hào)數(shù)字化成圖像信息,并進(jìn)行傳輸、運(yùn)算、存儲(chǔ)和顯示。
由于當(dāng)前監(jiān)控錄像廠商(如海康、大華等)的視頻格式都很特殊,導(dǎo)致當(dāng)前許多播放軟件無法對(duì)采集到的視頻進(jìn)行播放。用戶可以通過該功能將這些格式文件轉(zhuǎn)換為AVI、MPG、WMV、MP4、RMVB等主流視頻格式。并且提供視頻窗口錄制的手段把視頻轉(zhuǎn)換為易讀格式。
?。?)工控機(jī)
現(xiàn)場工控機(jī)接受傳輸來的原始圖像信號(hào),并進(jìn)行視頻測量和自動(dòng)探傷的處理,完成整個(gè)系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)和控制。
監(jiān)控室的工控機(jī)對(duì)相機(jī)采集的圖像進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示;當(dāng)現(xiàn)場工控機(jī)檢測有皮帶裂縫或皮帶跑偏時(shí),顯示相應(yīng)的圖像,并啟動(dòng)報(bào)警。
(5)通訊系統(tǒng)
通訊系統(tǒng)包括電機(jī)控制系統(tǒng)與圖像采集之間的通訊、圖像傳輸通訊、以及報(bào)警通訊。
?。?)報(bào)警系統(tǒng)
當(dāng)檢測有帶裂縫或皮帶跑偏時(shí),啟動(dòng)自動(dòng)報(bào)警功能,并與總控進(jìn)行通訊,發(fā)出警告。
?。?)防爆防塵裝置
對(duì)于在井下運(yùn)行的設(shè)備,如圖像采集設(shè)備、工控機(jī)等,一定要進(jìn)行防爆防塵,以保證設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行。
四、軟件系統(tǒng)
軟件系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)的功能有實(shí)現(xiàn)的圖像測量、邊界識(shí)別、自動(dòng)探傷、實(shí)時(shí)增強(qiáng)、視頻復(fù)原與視頻標(biāo)注等。
圖像測量
軟件通過采用基于SFM的多視角立體匹配技術(shù)對(duì)于監(jiān)控場景中煤堆的長寬高等形狀信息進(jìn)行測量,對(duì)煤堆的重量、傳送的速度等信息進(jìn)行預(yù)測,為傳送帶電機(jī)的無極調(diào)速提供反饋信息。
邊界識(shí)別
采用Line特征檢測算子提取圖像中的邊緣特征,然后通過Hough變換技術(shù)對(duì)皮帶兩側(cè)的邊界線進(jìn)行識(shí)別,進(jìn)而通過邊界線的斜率判斷皮帶是否跑偏。
自動(dòng)探傷
系統(tǒng)基于生成對(duì)抗網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)一種工件表面在線缺陷檢測方法,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建圖像中內(nèi)蘊(yùn)結(jié)構(gòu)特征空間,并將檢測圖像映射到該空間中,通過預(yù)先訓(xùn)練的判別網(wǎng)絡(luò)檢測圖像中缺陷位置。該方法無需手動(dòng)設(shè)計(jì)特征,可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)傳送帶表面的在線缺陷檢測。
4.視頻實(shí)時(shí)增強(qiáng)
?、僦狈綀D增強(qiáng)。當(dāng)視頻內(nèi)容中目標(biāo)物體和場景近似時(shí),通過直方圖增強(qiáng)可以明顯地增加對(duì)比度,使得目標(biāo)更容易觀察,增強(qiáng)圖像的視覺效果。
?、赗etinex增強(qiáng)。對(duì)于視頻場景中出現(xiàn)的陰暗區(qū)域。通過Retinex方法能很好地消除。
5.視頻復(fù)原
①視頻實(shí)時(shí)去噪。在低照明度的情況下,監(jiān)控錄像噪聲嚴(yán)重。很難看清目標(biāo)的細(xì)節(jié)。本系統(tǒng)將引入視頻實(shí)時(shí)去噪技術(shù)(包括BM3D和3DDCT等),抑制噪聲對(duì)于探傷的干擾。
?、谝曨l實(shí)時(shí)去塵?;覊m是除照明度和監(jiān)控設(shè)備性能外另一個(gè)重要的影響監(jiān)控錄像質(zhì)量因素。本系統(tǒng)將采用基于DCP的去塵方法,來去除視頻中的塵霧,恢復(fù)清晰的視頻。
6.視頻內(nèi)容標(biāo)注功能
當(dāng)系統(tǒng)在視頻中發(fā)現(xiàn)可疑區(qū)域后,可利用軟件對(duì)可疑區(qū)域進(jìn)行截屏、截取視頻片段,并對(duì)可疑區(qū)域出現(xiàn)時(shí)間、地點(diǎn)等進(jìn)行規(guī)范描述,列入規(guī)范表格進(jìn)行存儲(chǔ),以便下一步分析、應(yīng)用。