本項目的總體目標是自動檢測傳送帶運行狀態,如果皮帶跑偏或者檢測到皮帶撕裂,進行自動預警。同時,利用圖像測量技術檢測傳送帶煤堆體積,預估傳送重量。
二、具體功能
1、圖像采集與傳輸
實現高速圖像采集,用于檢測和識別處理,并將圖像傳送到監控中心進行實時顯示。
2、自動檢測皮帶兩側邊界
對皮帶兩側邊界進行檢測,判斷皮帶是否跑偏。
3、自動探傷
對皮帶是否撕裂進行檢測,自動定位撕裂所在位置。
4、自動報警
如果皮帶跑偏或者發現撕裂,進行報警。
5、自動檢測煤堆體積
對煤堆的體積進行測量,預估重量。
三、硬件系統
硬件系統包括圖像采集系統、光電檢測系統、輔助光源系統、計算機工業控制系統、通訊系統、報警系統、設備防雨防塵裝置和設備支架。硬件系統結構框圖和示意圖如圖1和圖2所示。
(1)輔助光源
為了全天時拍攝清晰圖像,該系統需要輔助光源,配合環境光較低時圖像的圖像采集。
將光信號數字化成圖像信息,并進行傳輸、運算、存儲和顯示。
由于當前監控錄像廠商(如海康、大華等)的視頻格式都很特殊,導致當前許多播放軟件無法對采集到的視頻進行播放。用戶可以通過該功能將這些格式文件轉換為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換為易讀格式。
(4)工控機
現場工控機接受傳輸來的原始圖像信號,并進行視頻測量和自動探傷的處理,完成整個系統的軟件實現和控制。
監控室的工控機對相機采集的圖像進行實時顯示;當現場工控機檢測有皮帶裂縫或皮帶跑偏時,顯示相應的圖像,并啟動報警。
(5)通訊系統
通訊系統包括電機控制系統與圖像采集之間的通訊、圖像傳輸通訊、以及報警通訊。
(6)報警系統
當檢測有帶裂縫或皮帶跑偏時,啟動自動報警功能,并與總控進行通訊,發出警告。
(7)防爆防塵裝置
對于在井下運行的設備,如圖像采集設備、工控機等,一定要進行防爆防塵,以保證設備正常穩定運行。
四、軟件系統
軟件系統主要實現的功能有實現的圖像測量、邊界識別、自動探傷、實時增強、視頻復原與視頻標注等。
圖像測量
軟件通過采用基于SFM的多視角立體匹配技術對于監控場景中煤堆的長寬高等形狀信息進行測量,對煤堆的重量、傳送的速度等信息進行預測,為傳送帶電機的無極調速提供反饋信息。
邊界識別
采用Line特征檢測算子提取圖像中的邊緣特征,然后通過Hough變換技術對皮帶兩側的邊界線進行識別,進而通過邊界線的斜率判斷皮帶是否跑偏。
自動探傷
系統基于生成對抗網絡設計一種工件表面在線缺陷檢測方法,利用神經網絡構建圖像中內蘊結構特征空間,并將檢測圖像映射到該空間中,通過預先訓練的判別網絡檢測圖像中缺陷位置。該方法無需手動設計特征,可自動實現傳送帶表面的在線缺陷檢測。
4.視頻實時增強
①直方圖增強。當視頻內容中目標物體和場景近似時,通過直方圖增強可以明顯地增加對比度,使得目標更容易觀察,增強圖像的視覺效果。
②Retinex增強。對于視頻場景中出現的陰暗區域。通過Retinex方法能很好地消除。
5.視頻復原
①視頻實時去噪。在低照明度的情況下,監控錄像噪聲嚴重。很難看清目標的細節。本系統將引入視頻實時去噪技術(包括BM3D和3DDCT等),抑制噪聲對于探傷的干擾。
②視頻實時去塵。灰塵是除照明度和監控設備性能外另一個重要的影響監控錄像質量因素。本系統將采用基于DCP的去塵方法,來去除視頻中的塵霧,恢復清晰的視頻。
6.視頻內容標注功能
當系統在視頻中發現可疑區域后,可利用軟件對可疑區域進行截屏、截取視頻片段,并對可疑區域出現時間、地點等進行規范描述,列入規范表格進行存儲,以便下一步分析、應用。