基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置，该装置由图像处理设备、触摸显示器和报警器组成；图像处理设备由图像采集单元、图像数据处理加速器、控制单元和存贮单元组成，封装在不锈钢金属壳体内，安装在皮带下方；通过检测皮带图像中是否存在线状结构来判断皮带是否发生纵向撕裂，如果皮带出现纵向撕裂则触发报警器发出声音和闪烁亮光报警，并在触摸显示器上显示皮带撕裂图像；该装置采用非接触式的检测方式，检测设备不会遭受磨损，检测灵敏高，成本低，设备组件少，易安装与维护。
【专利说明】
基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种带式输送机皮带纵向撕裂检测与报警装置，尤其涉及一种基于图像线结构匹配的非接触式检测皮带纵向撕裂的检测与报警装置。
【背景技术】
[0002]在煤矿生产中，带式输送机是最主要的运输工具之一，带式输送机在输送煤炭过程中皮带纵向撕裂事故时有发生，如果发现不及时，会导致整条皮带撕裂损坏，造成巨大的经济损失。目前已有基于以下方法检测皮带纵向撕裂的装置:冲击检测法(检测皮带介质中冲击力传播)、托辊异常受力检测(分析托辊受力的异常状况)、超声波法(检测皮带介质中超声波传播)、压敏电阻法(检测皮带下方漏料情况)、嵌入法(在皮带中嵌入导电橡胶、光导纤维等)等，这些装置存在的问题一方面是都采用了接触式检测，接触部件极易磨损导致装置失效很快；另一方面是这些装置的组件很多、安装很复杂，后期维护也非常繁琐，甚至有些装置检测原理本身也存在缺陷，只有当皮带撕裂很长后才能检测到。
[0003]需要一种解决或至少改善现有技术中固有的一个或多个问题的皮带纵向撕裂检测装置。
【实用新型内容】
[0004]本实用新型的目的在于:提供一种基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置，该装置采用的是非接触式检测，检测设备不会遭受磨损，检测灵敏度高，成本低，设备组件少，易安装与维护。
[0005]为实现上述目的，本实用新型的方案是:一种基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置，包括图像处理设备、触摸显示器和报警器;所述图像处理设备封装在不锈钢金属壳体内，由图像采集单元、图像数据处理加速器、控制单元和存贮单元组成，所述图像采集单元包括成像传感器、透镜和闪光灯；
[0006]所述图像数据处理加速器连接存IC单元，所述存IC单元的输出端与控制单元相连;所述成像传感器通过CSI端口与存贮单元相连，所述透镜和闪光灯通过I2C总线端口与控制单元相连;所述触摸显示器通过HDMI端口与控制单元相连;所述报警器通过USB总线端口与控制单元相连;所述图像处理设备安装在皮带中轴线正下方，其图像采集单元的光轴垂直于皮带非载物面;所述触摸显示器安装位置距图像处理设备的距离小于5m。
[0007]根据本实用新型所述的检测与报警装置，所述成像传感器为CMOS传感器，成像大小为512像素X 512像素。
[0008]根据本实用新型所述的检测与报警装置，所述控制单元的控制器是CPU为CortexAl 5 的 ARM 处理器。
[0009]根据本实用新型所述的检测与报警装置，所述存贮单元采用RAM存贮器。
[0010]根据本实用新型所述的检测与报警装置，所述触摸显示器大小为8英寸，显示分辨率为 1920X1200PPI。
【附图说明】
[0011]通过以下说明，附图实施例将变得显而易见，其仅以结合附图描述的至少一种优选但非限制性实施例的示例方式给出。
[0012]图1是本实用新型装置安装示意图；
[0013]图2是本实用新型装置的图像处理设备的组成结构示意图；
[0014]图3是皮带发生纵向撕裂时的示意图。
【具体实施方式】
[0015]如图1，是本实用新型装置的安装示意图，图像处理设备I安装于皮带4的中轴线正下方，光轴垂直于皮带非载物面，触摸显示器2和报警器3安装在支撑皮带的托辊5的一端，触摸显示器2安装位置距图像处理设备I的距离小于5m，报警器3的安装位置距图像处理设备I的距离满足报警信号通信距离要求。
[0016]图像处理设备I的组成结构如图2所示，图像处理设备封装在不锈钢金属壳体内，由图像采集单元、图像数据处理加速器、控制单元和存贮单元组成，其中，图像采集单元包括成像传感器、透镜和闪光灯。图像采集单元采用的是Phantom Miro 111型CMOS相机，Canon的EF-S透镜，输出的图像大小为512像素X 512像素。
[0017]图像数据处理加速器通过存贮单元与控制单元连接，用来对皮带图像数据进行处理，检测皮带图像中的线状结构。
[0018]控制单元由控制器和通信端口组成，控制单元主要用来控制图像采集单元、报警器和触摸显示器工作，采用Nvidia Tegra Kl处理器芯片实现，Nvidia Tegra Kl处理器芯片集成有CHJ为Cortex A15的ARM处理器和2GB RAM存贮器，控制器采用RAM处理器，通信端口集成有HDMI显示器数据端口、CSI图像数据端口、USB总线端口和I2C总线端口。
[0019]成像传感器通过CSI端口与存贮单元连接，透镜和闪光灯通过I2C总线端口与控制单元连接;触摸显示器通过HDMI端口与控制单元连接;报警器通过USB总线端口与控制单元连接；
[0020]触摸显示器大小为8英寸，显示分辨率为1920 X 1200PPI。
[0021]本实用新型装置检测皮带撕裂依据的原理是:当皮带发生纵向撕裂时，皮带表面会出现一条线状撕裂痕，图3为皮带发生纵向撕裂时的示意图，通过检测皮带图像上的线状结构，可判断皮带是否出现了纵向撕裂。
[0022]本实用新型装置的工作流程是:通过触摸显示器上的人机交互功能按钮设置采集图像的有关参数、检测周期等，启动装置工作;装置工作时，检测周期到，图像处理设备的控制单元控制图像采集单元摄取一帧皮带图像，同时打开闪光灯以便有足够的光线摄取清晰的皮带面图像；图形数据处理加速器对摄取的皮带图像数据进行处理，检测皮带图像数据中的线状结构，并将检测结果给控制单元，控制单元根据检测结果，判断皮带是否发生纵向撕裂，如果皮带出现纵向撕裂，则触发报警器发出声音和闪烁亮光报警，触摸显示器显示撕裂皮带图像，同时发出信号给皮带控制设备，控制皮带停止运行。
【主权项】
1.一种基于图像线结构匹配的皮带纵向撕裂检测与报警装置，其特征在于，包括图像处理设备、触摸显示器和报警器;所述图像处理设备封装在不锈钢金属壳体内，由图像采集单元、图像数据处理加速器、控制单元和存贮单元组成，所述图像采集单元包括成像传感器、透镜和闪光灯； 所述图像数据处理加速器连接存IC单元，所述存IC单元的输出端与控制单元相连;所述成像传感器通过CSI端口与存贮单元相连，所述透镜和闪光灯通过I2C总线端口与控制单元相连;所述触摸显示器通过HDMI端口与控制单元相连;所述报警器通过USB总线端口与控制单元相连;所述图像处理设备安装在皮带中轴线正下方，其图像采集单元的光轴垂直于皮带非载物面;所述触摸显示器安装位置距图像处理设备的距离小于5m。2.根据权利要求1所述的检测与报警装置，其特征在于，所述成像传感器为CMOS传感器，成像大小为512像素X512像素。3.根据权利要求1所述的检测与报警装置，其特征在于，所述控制单元的控制器是CPU为CortexAl 5的ARM处理器。4.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述存贮单元采用RAM存贮器。5.根据权利要求1所述装置，其特征在于，所述触摸显示器大小为8英寸，显示分辨率为1920X1200PPI。
【文档编号】B65G43/02GK205526434SQ201620279796
【公开日】2016年8月31日
【申请日】2016年4月7日
【发明人】伍云霞
【申请人】中国矿业大学(北京)