不同光照環(huán)境下識(shí)別膠帶縱向撕裂檢測(cè)結(jié)果的比較

張晞++吳七力++王偉民++劉新星++王燕艷

摘要：針對(duì)帶式輸送機(jī)膠帶縱向撕裂問(wèn)題，本文采用了工業(yè)高速相機(jī)拍攝圖像并將圖像傳送至PC機(jī)，通過(guò)PC機(jī)完成圖像的處理和識(shí)別，來(lái)判斷膠帶是否撕裂。本文研究在不同光照強(qiáng)度環(huán)境下對(duì)傳至PC機(jī)中的圖像進(jìn)行處理結(jié)果的比較， 進(jìn)而得出膠帶撕裂檢測(cè)系統(tǒng)的最佳光照情況。

關(guān)鍵詞：撕裂檢測(cè) 光照強(qiáng)度 識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）08-0216-02

1 引言

帶式輸送機(jī)是煤礦高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，尤其對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。然而，由于膠帶長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及各種意外因素，膠帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，如果不能及時(shí)停住膠帶，就會(huì)使膠帶持續(xù)損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)毀壞機(jī)架、減速器、電動(dòng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備，甚至人員傷亡。故膠帶縱向撕裂檢測(cè)尤為重要。圖1為本系統(tǒng)的示意圖，在光源的照射下，工業(yè)相機(jī)將拍攝到的膠帶照片通過(guò)千兆網(wǎng)線傳至計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中完成圖像的識(shí)別，進(jìn)而得出是否撕裂的結(jié)果。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件是由CCD工業(yè)高速相機(jī)與PC機(jī)組成，由工業(yè)相機(jī)將待識(shí)別的膠帶圖像傳至PC機(jī)中，在PC機(jī)中完成圖像的識(shí)別過(guò)程。井下光線暗，不便相機(jī)的拍攝，需借助固定光源。軟件采用Visual Studio進(jìn)行程序編譯，將圖像傳至由C#編寫好的程序中完成識(shí)別過(guò)程。由于井下環(huán)境惡劣，傳輸數(shù)據(jù)量大距離長(zhǎng)，而且膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，因此硬件使用CCD千兆網(wǎng)工業(yè)高速相機(jī)可以較好的解決以上問(wèn)題，使照片更清晰、傳輸數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

3 圖像處理

首先將圖像傳送到PC機(jī)中，之后進(jìn)行圖像邊緣檢測(cè)，本系統(tǒng)采用Sobel邊緣檢測(cè)算子，通過(guò)圖像邊緣檢測(cè)處理，所提取的圖像細(xì)節(jié)輪廓會(huì)相對(duì)明顯一些；接著進(jìn)行閾值分割及二值化，使最終的圖像處理為黑白兩色，即灰度值為0和255，由于膠帶撕裂會(huì)使膠帶反光，故會(huì)顯示為白色，而背景膠帶則顯示為黑色。閾值的最后選取通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，經(jīng)實(shí)驗(yàn)選取80作為閾值圖像效果最佳。之后經(jīng)過(guò)高通濾波得出最終結(jié)果。如圖2為程序的流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

此次實(shí)驗(yàn)在暗室下進(jìn)行，通過(guò)模擬井下實(shí)際情況來(lái)檢驗(yàn)不同光照強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)的影響。實(shí)驗(yàn)中取光照強(qiáng)度（Lux）1000、1500、2500、3500、4000作為檢測(cè)對(duì)象（如圖3-7所示），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果和抽樣圖可以看出，隨著光照強(qiáng)度由1000Lux增加到3500Lux程序處理中臨界撕裂點(diǎn)數(shù)逐漸增多，系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確率也逐步提高。光照強(qiáng)度超過(guò)3500Lux之后光強(qiáng)過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)圖像識(shí)別困難，使檢測(cè)準(zhǔn)確率迅速下降。

5 結(jié)語(yǔ)

本文比較了在不同光照強(qiáng)度下膠帶縱向撕裂圖像識(shí)別情況。經(jīng)試驗(yàn)表明，本系統(tǒng)在實(shí)際情況中光照強(qiáng)度在2500～3500Lux之間選取檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]趙春江.C#數(shù)字圖像處理算法典型實(shí)例[M].人民郵電出版社，2009.3：125-134.

[2]孫燮華.數(shù)字圖像處理-Visual C#.NET編程與實(shí)驗(yàn)[M]機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9：134-175.

[3]張晞，葉濤，劉鴻鵬.基于ARM9的膠帶縱向撕裂檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011：102-104.endprint

摘要：針對(duì)帶式輸送機(jī)膠帶縱向撕裂問(wèn)題，本文采用了工業(yè)高速相機(jī)拍攝圖像并將圖像傳送至PC機(jī)，通過(guò)PC機(jī)完成圖像的處理和識(shí)別，來(lái)判斷膠帶是否撕裂。本文研究在不同光照強(qiáng)度環(huán)境下對(duì)傳至PC機(jī)中的圖像進(jìn)行處理結(jié)果的比較， 進(jìn)而得出膠帶撕裂檢測(cè)系統(tǒng)的最佳光照情況。

關(guān)鍵詞：撕裂檢測(cè) 光照強(qiáng)度 識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）08-0216-02

1 引言

帶式輸送機(jī)是煤礦高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，尤其對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。然而，由于膠帶長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及各種意外因素，膠帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，如果不能及時(shí)停住膠帶，就會(huì)使膠帶持續(xù)損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)毀壞機(jī)架、減速器、電動(dòng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備，甚至人員傷亡。故膠帶縱向撕裂檢測(cè)尤為重要。圖1為本系統(tǒng)的示意圖，在光源的照射下，工業(yè)相機(jī)將拍攝到的膠帶照片通過(guò)千兆網(wǎng)線傳至計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中完成圖像的識(shí)別，進(jìn)而得出是否撕裂的結(jié)果。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件是由CCD工業(yè)高速相機(jī)與PC機(jī)組成，由工業(yè)相機(jī)將待識(shí)別的膠帶圖像傳至PC機(jī)中，在PC機(jī)中完成圖像的識(shí)別過(guò)程。井下光線暗，不便相機(jī)的拍攝，需借助固定光源。軟件采用Visual Studio進(jìn)行程序編譯，將圖像傳至由C#編寫好的程序中完成識(shí)別過(guò)程。由于井下環(huán)境惡劣，傳輸數(shù)據(jù)量大距離長(zhǎng)，而且膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，因此硬件使用CCD千兆網(wǎng)工業(yè)高速相機(jī)可以較好的解決以上問(wèn)題，使照片更清晰、傳輸數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

3 圖像處理

首先將圖像傳送到PC機(jī)中，之后進(jìn)行圖像邊緣檢測(cè)，本系統(tǒng)采用Sobel邊緣檢測(cè)算子，通過(guò)圖像邊緣檢測(cè)處理，所提取的圖像細(xì)節(jié)輪廓會(huì)相對(duì)明顯一些；接著進(jìn)行閾值分割及二值化，使最終的圖像處理為黑白兩色，即灰度值為0和255，由于膠帶撕裂會(huì)使膠帶反光，故會(huì)顯示為白色，而背景膠帶則顯示為黑色。閾值的最后選取通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，經(jīng)實(shí)驗(yàn)選取80作為閾值圖像效果最佳。之后經(jīng)過(guò)高通濾波得出最終結(jié)果。如圖2為程序的流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

此次實(shí)驗(yàn)在暗室下進(jìn)行，通過(guò)模擬井下實(shí)際情況來(lái)檢驗(yàn)不同光照強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)的影響。實(shí)驗(yàn)中取光照強(qiáng)度（Lux）1000、1500、2500、3500、4000作為檢測(cè)對(duì)象（如圖3-7所示），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果和抽樣圖可以看出，隨著光照強(qiáng)度由1000Lux增加到3500Lux程序處理中臨界撕裂點(diǎn)數(shù)逐漸增多，系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確率也逐步提高。光照強(qiáng)度超過(guò)3500Lux之后光強(qiáng)過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)圖像識(shí)別困難，使檢測(cè)準(zhǔn)確率迅速下降。

5 結(jié)語(yǔ)

本文比較了在不同光照強(qiáng)度下膠帶縱向撕裂圖像識(shí)別情況。經(jīng)試驗(yàn)表明，本系統(tǒng)在實(shí)際情況中光照強(qiáng)度在2500～3500Lux之間選取檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]趙春江.C#數(shù)字圖像處理算法典型實(shí)例[M].人民郵電出版社，2009.3：125-134.

[2]孫燮華.數(shù)字圖像處理-Visual C#.NET編程與實(shí)驗(yàn)[M]機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9：134-175.

[3]張晞，葉濤，劉鴻鵬.基于ARM9的膠帶縱向撕裂檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011：102-104.endprint

摘要：針對(duì)帶式輸送機(jī)膠帶縱向撕裂問(wèn)題，本文采用了工業(yè)高速相機(jī)拍攝圖像并將圖像傳送至PC機(jī)，通過(guò)PC機(jī)完成圖像的處理和識(shí)別，來(lái)判斷膠帶是否撕裂。本文研究在不同光照強(qiáng)度環(huán)境下對(duì)傳至PC機(jī)中的圖像進(jìn)行處理結(jié)果的比較， 進(jìn)而得出膠帶撕裂檢測(cè)系統(tǒng)的最佳光照情況。

關(guān)鍵詞：撕裂檢測(cè) 光照強(qiáng)度 識(shí)別

中圖分類號(hào)：TP27 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2014）08-0216-02

1 引言

帶式輸送機(jī)是煤礦高效連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，具有輸送距離長(zhǎng)、運(yùn)量大、連續(xù)輸送等優(yōu)點(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中化控制，尤其對(duì)高產(chǎn)高效礦井，帶式輸送機(jī)已成為煤炭開采機(jī)電一體化技術(shù)與裝備的關(guān)鍵設(shè)備。然而，由于膠帶長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)及各種意外因素，膠帶縱向撕裂事故時(shí)有發(fā)生，如果不能及時(shí)停住膠帶，就會(huì)使膠帶持續(xù)損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)毀壞機(jī)架、減速器、電動(dòng)機(jī)等相關(guān)設(shè)備，甚至人員傷亡。故膠帶縱向撕裂檢測(cè)尤為重要。圖1為本系統(tǒng)的示意圖，在光源的照射下，工業(yè)相機(jī)將拍攝到的膠帶照片通過(guò)千兆網(wǎng)線傳至計(jì)算機(jī)中，并在計(jì)算機(jī)中完成圖像的識(shí)別，進(jìn)而得出是否撕裂的結(jié)果。

2 硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)硬件是由CCD工業(yè)高速相機(jī)與PC機(jī)組成，由工業(yè)相機(jī)將待識(shí)別的膠帶圖像傳至PC機(jī)中，在PC機(jī)中完成圖像的識(shí)別過(guò)程。井下光線暗，不便相機(jī)的拍攝，需借助固定光源。軟件采用Visual Studio進(jìn)行程序編譯，將圖像傳至由C#編寫好的程序中完成識(shí)別過(guò)程。由于井下環(huán)境惡劣，傳輸數(shù)據(jù)量大距離長(zhǎng)，而且膠帶運(yùn)轉(zhuǎn)速度快，因此硬件使用CCD千兆網(wǎng)工業(yè)高速相機(jī)可以較好的解決以上問(wèn)題，使照片更清晰、傳輸數(shù)據(jù)更穩(wěn)定。

3 圖像處理

首先將圖像傳送到PC機(jī)中，之后進(jìn)行圖像邊緣檢測(cè)，本系統(tǒng)采用Sobel邊緣檢測(cè)算子，通過(guò)圖像邊緣檢測(cè)處理，所提取的圖像細(xì)節(jié)輪廓會(huì)相對(duì)明顯一些；接著進(jìn)行閾值分割及二值化，使最終的圖像處理為黑白兩色，即灰度值為0和255，由于膠帶撕裂會(huì)使膠帶反光，故會(huì)顯示為白色，而背景膠帶則顯示為黑色。閾值的最后選取通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得，經(jīng)實(shí)驗(yàn)選取80作為閾值圖像效果最佳。之后經(jīng)過(guò)高通濾波得出最終結(jié)果。如圖2為程序的流程圖。

4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

此次實(shí)驗(yàn)在暗室下進(jìn)行，通過(guò)模擬井下實(shí)際情況來(lái)檢驗(yàn)不同光照強(qiáng)度對(duì)系統(tǒng)檢測(cè)的影響。實(shí)驗(yàn)中取光照強(qiáng)度（Lux）1000、1500、2500、3500、4000作為檢測(cè)對(duì)象（如圖3-7所示），實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1。

由實(shí)驗(yàn)結(jié)果和抽樣圖可以看出，隨著光照強(qiáng)度由1000Lux增加到3500Lux程序處理中臨界撕裂點(diǎn)數(shù)逐漸增多，系統(tǒng)檢測(cè)準(zhǔn)確率也逐步提高。光照強(qiáng)度超過(guò)3500Lux之后光強(qiáng)過(guò)大導(dǎo)致系統(tǒng)圖像識(shí)別困難，使檢測(cè)準(zhǔn)確率迅速下降。

5 結(jié)語(yǔ)

本文比較了在不同光照強(qiáng)度下膠帶縱向撕裂圖像識(shí)別情況。經(jīng)試驗(yàn)表明，本系統(tǒng)在實(shí)際情況中光照強(qiáng)度在2500～3500Lux之間選取檢測(cè)結(jié)果更加準(zhǔn)確。

參考文獻(xiàn)

[1]趙春江.C#數(shù)字圖像處理算法典型實(shí)例[M].人民郵電出版社，2009.3：125-134.

[2]孫燮華.數(shù)字圖像處理-Visual C#.NET編程與實(shí)驗(yàn)[M]機(jī)械工業(yè)出版社，2010.9：134-175.

[3]張晞，葉濤，劉鴻鵬.基于ARM9的膠帶縱向撕裂檢測(cè)系統(tǒng)研究[J].煤炭科學(xué)技術(shù)，2011：102-104.endprint