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基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统的设计
基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统的设计
摘要
随着工业生产的不断发展，带式输送机在物流运输、生产加工等领域的应用越来越广泛。然而，由于长时间使用和操作不当等原因，带式输送机常常会出现偏移现象，导致生产效率的下降和产品质量的损失。为了解决这个问题，本文设计了一种基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统。该系统利用机器视觉技术实时获取带式输送机的运行状态，并通过控制系统自主调整带式的位置，以实现自动纠偏。实验结果表明，该系统能够准确、快速地检测和纠正带式的偏移，提高生产效率和产品质量。
关键词：带式输送机；自动纠偏；机器视觉；控制系统
1.引言
带式输送机是一种用于输送物料的设备，广泛应用于矿山、港口、建筑材料等行业。然而，在长时间的使用过程中，由于带式的老化、槽口形变等原因，带式输送机常常会出现偏移现象，导致物料无法准确输送，影响生产效率和产品质量。因此，研发一种能够自动纠偏的系统对于提高带式输送机的运行效率具有重要意义。
2.相关工作
目前，关于带式输送机的自动纠偏系统的研究主要集中在传统的机械控制和传感器技术上。传统的机械控制方法主要是通过调整带式的松紧度和对较重一侧的支撑方式来实现纠偏，但这种方法需要人工干预，且调整精度有限。传感器技术主要是通过安装激光传感器或摄像头在带式两侧来实时检测带式的位置，再通过控制系统进行调整。然而，由于传感器的安装和校准比较复杂，且容易受到外界干扰，使得这些方法的可靠性和适用性有一定的局限性。
3.系统设计
本文设计了一种基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统，其主要包括图像获取模块、图像处理模块和控制系统。图像获取模块利用摄像头实时获取带式的图像，图像处理模块主要对图像进行预处理和特征提取，从而获取带式的位置和偏移量。控制系统根据图像处理模块提供的数据，通过电机控制和导轨调整等方式来自主纠正带式的位置。
4.图像获取模块
图像获取模块主要负责实时获取带式的图像。在设计时需要考虑摄像头的安装位置和角度，以保证能够获取到带式的全貌和细节。同时，还需要考虑光照条件和环境中的干扰因素，采取一定的光照措施和图像增强算法，以提高图像的质量。
5.图像处理模块
图像处理模块主要对获取到的图像进行预处理和特征提取。预处理主要包括图像去噪、边缘检测和二值化等步骤，以提取出带式的边缘信息。特征提取主要通过图像处理算法来计算带式的位置和偏移量，可以采用灰度共生矩阵、SIFT等算法，以提高对带式的准确检测和跟踪能力。
6.控制系统
控制系统根据图像处理模块提供的数据来控制带式的位置。具体来说，控制系统可以采用PID控制算法来调整带式的松紧度，通过控制驱动电机的速度和方向来实现带式的位置调整。此外，还可以利用导轨和调整装置来调整带式的位置和角度，以实现更精确的纠偏。
7.实验与验证
为了验证该系统的性能和可行性，本文设计了一组实验。实验设置了不同的带式偏移情况和工作条件，并通过对实验数据的分析和对比来评估系统的纠偏能力和精度。实验结果表明，该系统能够快速、准确地检测和纠正带式的偏移，具有较高的纠偏精度。
8.结论
本文设计了一种基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统。该系统通过机器视觉技术实时获取带式的图像，通过图像处理模块提取带式的位置和偏移量，再由控制系统调整带式的位置来实现自动纠偏。实验结果表明，该系统能够快速、准确地检测和纠正带式的偏移，具有较高的纠偏精度。这对于提高生产效率和产品质量具有重要作用。
参考文献：
1.山本顺子，石井真吾.带式输送机的自动纠偏方法[J].矿山机电工程,2016(6):92-94.
2.周洁.基于视觉的带式输送机纠偏方法研究[D].中国科学技术大学,2017.
3.刘哲.基于机器视觉的带式输送机自动纠偏系统设计[D].大连理工大学,2018.