本文關鍵詞：輸送帶縱向撕裂機器視覺在線監(jiān)控系統(tǒng)研究　出處：《太原理工大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：帶式輸送機是散裝物料大量運輸?shù)闹匾绞?具有成本低,長距離,運量大的優(yōu)勢。輸送帶是帶式輸送機上的重要組成部分,由于散狀物料中有時會有尖銳的雜質,例如煤炭中的矸石、錨桿等,在下落到輸送帶表面上時可能會砸穿輸送帶,造成輸送帶的縱向撕裂。輸送帶縱向撕裂一旦發(fā)生會造成廠礦停機,造成經濟損失,嚴重時還有可能引發(fā)火災造成嚴重的后果。因此,輸送帶縱向撕裂的實時檢測就是一個亟待解決的問題。輸送帶縱向撕裂主要有接觸式和非接觸式兩大類檢測方法,接觸式檢測方法大多有靈敏度低的問題,非接觸式檢測方法中,視覺檢測是近年來研究的熱門方向。本文根據(jù)當前輸送帶縱向撕裂檢測領域的研究現(xiàn)狀,為了實現(xiàn)輸送帶縱向撕裂的實時、可靠檢測和檢測到撕裂時控制停機,深入研究了基于可見光CCD的縱向撕裂檢測以及定位方法,并設計了輸送帶縱向撕裂的監(jiān)控系統(tǒng)。本文的主要研究內容如下:根據(jù)輸送帶縱向撕裂的國內外近年的研究現(xiàn)狀,提出了基于可見光CCD相機和激光線光源的縱向撕裂目標檢測原理。研究了圖像預處理方法,角點檢測算法,直線檢測算法以及圓形檢測算法,并根據(jù)FAST角點檢測算法、改進的概率Hough變換(PPHT)直線檢測算法和2-1 Hough變換(21HT)圓形檢測算法,研究設計了基于圖像特征提取的縱向撕裂檢測和定位的原理和方法�；诳v向撕裂檢測原理和定位原理,設計了一個小型化的縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點,用于實現(xiàn)縱向撕裂的檢測及定位功能。節(jié)點使用NVIDIA Jetson TK1嵌入式GPU平臺進行圖像處理;節(jié)點內的檢測軟件實現(xiàn)了縱向撕裂檢測和定位的原理和方法,使用C++編寫,同時基于OpenCV視覺庫,保證了處理速度,并使用Qt設計編寫了一個用來調試的用戶界面;節(jié)點使用無線網絡,可通過無線網絡連接到井下光纖環(huán)網,實現(xiàn)檢測數(shù)據(jù)到上位機數(shù)據(jù)庫的實時上傳;數(shù)據(jù)庫使用MongoDB數(shù)據(jù)庫,用來保存歷史數(shù)據(jù)。根據(jù)設計的縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點,搭建了縱向撕裂檢測系統(tǒng)。將速度傳感器、縱向撕裂檢測無線傳感器節(jié)點以及上位機連接起來,實現(xiàn)了從圖像采集、處理到結果分析、定位到數(shù)據(jù)上傳的功能;搭建了實驗平臺對檢測系統(tǒng)進行了實時性和準確性的研究測試,測試結果表明本文提出的方法有良好的實時性和準確性,滿足輸送帶縱向撕裂檢測的要求。為了實現(xiàn)檢測到縱向撕裂時的停機控制,設計了控制方案實驗平臺。該平臺使用西門子S7-300 PLC,通過編寫程序控制變頻器實現(xiàn)調速功能及啟動停機功能。上位機與PLC之間通過OPC服務器進行通訊。使用C#編寫了OPC客戶端軟件連接檢測系統(tǒng),用來實現(xiàn)檢測到縱向撕裂的停機操作。本文提出的監(jiān)控系統(tǒng),實現(xiàn)了在井下對礦用輸送帶縱向撕裂檢測傳感器節(jié)點的小型化和網絡化,以及輸送帶縱向撕裂的實時檢測、缺陷定位和數(shù)據(jù)網絡傳輸,實現(xiàn)了檢測輸送帶縱向撕裂與控制停機的自動化,對于提高礦用輸送帶運行的安全性有重要意義。
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TH222;TP391.41

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