基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103051872A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN103051872A(43)申请公布日2013.04.17(21)申请号201210550577.0(22)申请日2012.12.18(71)申请人青岛科技大学地址266061山东省青岛市崂山区松岭路99号青岛科技大学信息学院(72)发明人马艳华(74)专利代理机构青岛联智专利商标事务所有限公司37101代理人李升娟(51)Int.Cl.H04N7/18(2006.01)G06T7/00(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书77页页附图附图22页(54)发明名称基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法，该方法包括下述步骤：采集原始图像；获取图像信息；边缘轮廓检测；边缘轮廓修复；边缘提取；边缘标记；跑偏距离计算；跑偏程度确定。通过对视频设备采集的原始图像进行边缘轮廓检测、边缘轮廓修复，直至提取到图像中输送带及转轴的边缘，并利用提取到的边缘检测输送带是否跑偏，提高了跑偏检测的准确性。CN1035872ACN103051872A权利要求书1/2页1.一种基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤：a1、采集原始图像：获取包括有输送带和输送带左右两侧的转轴的原始图像；a2、获取图像信息：获取原始图像的宽度、高度及灰度图像；a3、边缘轮廓检测：对于灰度图像，定义输送带运行方向为沿方向，计算任意相邻两列的灰度值之差，获得差值图像；设定灰度阈值，按照下述公式对差值图像作二值化处理，获得二值化的边缘轮廓图像，对于任意，，；a4、边缘轮廓修复：采用基于形状和方向性的滤波模板与边缘轮廓图像作卷积，获得图像，定义，则边缘轮廓修复图像为；a5、边缘提取：根据下述公式从边缘轮廓修复图像中提取边缘，获得边缘图像；a6、边缘标记：用二维矩阵、、和分别标记输送带左侧转轴边缘、输送带左侧边缘、输送带右侧边缘和输送带右侧转轴边缘，矩阵中的元素为相应边缘上的点的坐标值；a7、跑偏距离计算：计算输送带左侧转轴边缘与输送带左侧边缘之间的平均距离、输送带右侧边缘与输送带右侧转轴边缘之间的平均距离，计算与的距离偏差和中间距离；a8、跑偏程度确定：根据公式确定输送带是否跑偏及跑偏程度；其中，为灰度图像中像素点的位置，，；为滤波模板的坐标位置，，；和分别为输送带左侧转轴边缘和输送带右侧转轴边缘的长度，为输送带左侧转轴边缘在方向上的起点与输送带左侧边缘在方向上的起点沿方向上的距离，为输送带右侧转轴边缘在方向上的起点与输送带右侧边缘在方2CN103051872A权利要求书2/2页向上的起点沿方向上的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述滤波模板为下述基准模板：。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述滤波模板为所述基准模板在所述连线上各点的垂线方向上左右两侧对称扩展若干个值为1的像素点后的扩展模板。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤a1采集的原始图像为RGB彩色图像，其灰度图像为。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述步骤a3中，灰度阈值为差值图像中所有点的灰度值的平均值。6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述步骤a8之后还包括下述步骤：a9、根据跑偏程度的大小输出不同级别的报警信号。3CN103051872A说明书1/7页基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法技术领域[0001]本发明属于图像处理技术领域，具体地说，是涉及一种基于图像处理的输送带跑偏检测方法，更具体地说，是涉及一种基于图像边缘提取的输送带跑偏检测方法。背景技术[0002]输送带是输送系统的关键设备，它的安全、稳定运行直接影响到生产作业。输送带的跑偏是带式输送机的最常见故障，跑偏轻则会导致撒料、影响生产进度及损害输送带和相关机械设备；如果是长距离输送，如矿井使用过程中，还会因输送带跑偏增加输送带运行阻力，可能会引起矿井火灾、人员伤亡等严重事故。[0003]随着自动化技术的不断提高、通信和控制技术的不断发展，输送带监控技术也在逐步提高，如输送带自动纠偏装置等在输送系统中发挥着很大作用。而也正是因为自动化及智能化技术的提高，带来的往往是无人监守，导致某一功能一旦失效不能及时发现。另外，在输送系统中，虽然视频监控设备也在运行着，但其实际意义仅是视频监视，还需要人工观察监控图像来发现和判断输送带是否跑偏。因此，自动、及时发现输送带是否跑偏，并能以准确、恰当的方式通知相关人员，对于预防和减少恶性事故的发生、消除故障隐患、保证人身和设备安全、提高劳动生产率是至关重要的。发明内容[0004]本发明的目的在于提供一种基于