基于图像的带式输送机的纠偏方法、装置与流程

1.本发明涉及带式输送机的技术领域，具体涉及一种基于图像的带式输送机的纠偏方法、装置。


背景技术：

2.带式输送机是煤炭生产的重要设备，其中皮带跑偏是输送机运行时经常发生的问题，皮带跑偏的原因有很多，如皮带机安装质量差机架歪斜、皮带张力不均匀、托辊运转不灵活、皮带与滚筒之间有异物、滚筒磨损不一致等，皮带跑偏会造成物料洒落、皮带磨边等，严重者会造成皮带撕裂，影响生产。
3.目前带式输送机上使用的纠偏方式有机械纠偏、无源液压纠偏、有源的液压或电动纠偏系统。
4.机械纠偏一般为在皮带输送机适当位置安装调心托辊组，其原理是采用阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的。目前皮带输送机上使用的机械纠偏为被动纠偏，存在动作不灵敏、纠偏效果不好的问题。
5.无源液压纠偏是在皮带跑偏后，跑偏的皮带带动纠偏轮转动，纠偏轮驱动纠偏油泵，纠偏油泵驱使托辊支架旋转，托辊支架的转动使得皮带回归正常位置。无源液压纠偏，虽然纠偏效果好，但易受工作环境温度影响，当室外低温时液压油流动性不好，会造成纠偏迟缓。
6.有源的液压或电动纠偏系统笨重，安装成本高，维修安装不方便。
7.所以针对于现有技术中的状况，有必要设计一套纠偏效果好、设备简单的技术方案。


技术实现要素：

8.本发明提出了一种基于图像的带式输送机的纠偏方法，其包括以下步骤：
9.s1、通过相机获取输送带在正常状态下的初始图像；s2、在所述初始图像中识别输送带的边界，获取所述边界对应的像素坐标；s3、通过相机获取输送带在工作状态下的实时图像；s4、在所述实时图像中，基于所述边界对应的像素坐标在所述实时图像中对应坐标位置设置异色检测线；s5、获取输送带在所述实时图像中的色值，判断是否有相同色值的像素点位于所述异色检测线的外侧，若存在，则调节输送带上张紧轮的张紧力；若不存在，则停止或重新执行步骤s3。
10.本发明的进一步设置为：所述异色检测线共设置两条，对应输送带的两边。
11.本发明的进一步设置为：所述异色检测线的颜色不同于所述实时图像中所拍摄的输送带的颜色以及背景颜色。
12.本发明的进一步设置为：以输送带的宽度刚好布满图像时像素与输送带实际尺寸的比值确定每个像素对应的实际宽度值，当步骤s5中判断存在时，计算所述异色检测线外侧最远的与输送带同色值的像素点到所述异色检测线的像素距离，确定输送带实际的偏移
距离。
13.本发明的进一步设置为：基于计算的所述偏移距离调整所述张紧轮的张紧力。
14.本发明公开了一种装置，其包括：
15.相机，设置于所述带式输送机本体的上方，用于对所述输送带进行拍摄；
16.服务器；与所述相机连接，用于获取所述相机拍摄的图像，将所述相机拍摄的输送带处于正常状态下的图像作为初始图像，并且在所述初始图像中获取输送带的边界的像素坐标；将所述相机拍摄的输送带处于工作状态下的图像作为实时图像，根据所述像素坐标在所述实时图像中设置异色检测线，并且判断是否有与输送带相同色值的像素点位于所述异色检测线的外侧，若存在，则计算最远的与输送带同色值的像素点到所述异色检测线的像素距离，确定输送带实际的偏移距离，基于所述偏移距离生成距离信号并发送至plc；
17.plc，与所述服务器通讯连接并且与驱动装置电连接，用于接收所述距离信号并基于所述距离信号生成调节信号，并将所述调节信号发送至所述驱动装置；
18.驱动装置，响应于所述调节信号进行动作，以调节所述张紧轮的位置。
19.本发明的进一步设置为：所述驱动装置包括底座、双连杆、以及直线作动器，所述双连杆的一端与所述底座铰接而另一端与所述底座滑动连接，所述双连杆中部的铰接处与所述张紧轮连接，所述直线作动器的活塞杆与所述双连杆滑动设置的一端连接。
20.本发明的进一步设置为：在所述输送带的宽度方向上，所述张紧轮以及对应的所述驱动装置设置有至少两个。
21.本发明的有益效果为：
22.本方案具有的优势是利用图像中的像素坐标指导纠偏的进行，不用受到环境因素或是机械结构等因素的影响，纠偏响应及时且纠偏准确，并且简单化的设备不需要过多维修安装过程。
附图说明
23.图1是本发明的结构示意图1；
24.图2是本发明的结构示意图2。
25.附图标记：1、输送带；2、张紧轮；3、相机；4、服务器；5、plc；6、驱动装置；61、底座；62、双连杆；63、直线作动器。
具体实施方式
26.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
27.实施例
28.本实施例提出了一种装置，包括带式输送机本体，其包括输送带1和张紧轮2；
29.还包括：相机3，设置于带式输送机本体的上方，用于对输送带1进行拍摄。
30.服务器4；与相机3连接，用于获取相机3拍摄的图像，将相机3拍摄的输送带1处于正常状态下的图像作为初始图像，并且在初始图像中获取输送带1的边界的像素坐标；将相机3拍摄的输送带1处于工作状态下的图像作为实时图像，根据像素坐标在实时图像中设置异色检测线，并且判断是否有与输送带1相同色值的像素点位于异色检测线的外侧，若存
在，则计算最远的与输送带1同色值的像素点到异色检测线的像素距离，确定输送带1实际的偏移距离，基于偏移距离生成距离信号并发送至plc5。
31.对于相机3来说，可选择通过可见光进行拍摄，也可以选择通过红外进行拍摄。而更有选的方案在本实例中则是设置两台相机3，分别通过可见光和红外进行拍摄，针对不同的使用环境，进行手动切换或是自动切换。
32.无论服务器4是否发送距离信号，每间隔特定的时间周期，都需要不断的获取实时图像，不断的进行监测。
33.输送带1的正常状态指的是输送带1不发生偏移的状态，可以是静止的或者是运动过程中的；而工作状态指的就是在带式输送机本体在运转过程中的状态。
34.对于初始图像，仅获取一张就够，目的是获取在初始图像中的输送带1的边界的像素坐标。而实时图像，则可以是在特定时间拍摄的，或者是依固定的时间间隔拍摄的。
35.对于异色检测线，通常选用黄色为最佳颜色，能够与实时图像中的输送带1和背景起到明显的区别。异色检测线共设置两条，对应输送带1的两边。异色检测线的外侧指的就是对应于实时图像中的背景所在的一侧，当输送带1不发生偏移时，背景所在区域内是不会出现与输送带1同色值的像素点的。
36.但是若判断存在，则说明输送大发生了偏移，进一步的根据上述像素距离确定输送带1的实际偏移距离。实际的偏移距离的计算方法如下：
37.预先依输送带1的宽度刚好布满图像时像素与输送带1实际尺寸的比值确定每个像素对应的实际宽度值，因为使用过程中相机3的位置和输送带1的位置均不变，所以将一个更宽的输送带1置于原输送带1位置，使相机3拍摄的图像中布满整个输送带1，例如输送带1的实际宽度是2m，而相机3所拍摄图像的宽度方向共有2048个像素，则确定了每个像素的宽度对应的实际距离是多少。那么根据这一数值，可以确定出实时图像中输送带1的实际宽度，也能够参照异色检测线的位置确定出输送带1的偏移距离。最后，根据这一偏移距离生成plc5可读取的距离信号并发送至plc5。
38.plc5，与服务器4通讯连接并且与驱动装置6电连接，用于接收距离信号并基于距离信号生成调节信号，并将调节信号发送至驱动装置6；
39.驱动装置6，响应于调节信号进行动作，以调节张紧轮2的位置。驱动装置6包括底座61、双连杆62、以及直线作动器63。直线作动器63优选为电动推杆。双连杆62的一端与底座61铰接而另一端与底座61滑动连接，双连杆62中部的铰接处与张紧轮2连接，简单来说双连杆62中部铰接处的铰接轴也是张紧轮2转动的转轴，铰接处位置的变化会带动张紧轮2改变位置，但是并不会妨碍张紧轮2转动。直线作动器63的活塞杆与双连杆62滑动设置的一端连接。
40.当直线作动器63作动，带动双连杆62的一端与底座61相对滑动，滑动过程中因为双连杆62的另一端是铰接的，所以会驱使双连杆62折叠并使双连杆62中部的铰接处上下移动，进而带动张紧轮2的位置变化，以调节输送带1的张紧力。基于张紧力的变化来使偏移的皮带复位。进一步的，在输送带1的宽度方向上，张紧轮2以及对应的驱动装置6设置有四个，四个张紧轮2可以有针对性的改变输送带1不同位置的张紧力，例如输送带1向左偏移，则靠左的张紧轮2调节的更紧一点而靠右侧的张紧轮2调节的相对更松一点，这样便可以使输送带1更加快速的复位。
41.根据实际的结构情况和使用需要，可以在整条输送带1长度方向的不同位置设置摄象机以及驱动装置6，来有针对性的进行纠偏作业。
42.服务器4和plc5并不限制为两个独立的个体，二者具体应用时也可以是集成为一体产品。
43.本方案具有的优势是利用图像中的像素坐标指导纠偏的进行，不用受到环境因素或是机械结构等因素的影响，纠偏响应及时且纠偏准确，并且简单化的设备不需要过多维修安装过程。
44.虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
45.在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
46.此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
47.术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
48.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。