一种皮带机跑偏视觉检测方法及系统与流程

本发明属于皮带检测，具体是指一种皮带机跑偏视觉检测方法及系统。

背景技术：

1、煤炭输送皮带是煤矿用皮带输送机的组成部件，主要是在煤炭采掘、生产、转运、加工过程中用于输送煤炭。煤炭输送皮带具有运输量大、适应复杂的工作环境、承载能力强和运输距离较长等特点，因此，在煤炭行业中被广泛应用。

2、煤矿用皮带输送机中使用的煤炭输送皮带由很多托辊以及相应的动力电机进行传动，在使用时间较长时，其中的煤炭输送皮带会松弛，容易造成煤炭输送皮带出现跑偏的问题，影响生产转运的输送。现有技术中常采用光电传感器来检测导带的边缘，在导带边缘跑出其范围的情况下，传输给纠偏装置，随后再对导带实行纠偏。这种采用光电传感器来判定导带边界的方式，需要在导带偏移较大距离后，才能检测出偏移状态，然后再纠偏，滞后性比较大，也由于纠偏的滞后，很容易影响传输效果。

3、为此，发明一种可以有效及时预测皮带跑偏情况的检测系统十分重要，并且该系统在实际应用中可以应对皮带松弛做出及时调整，避免后续出现跑偏的情况。

技术实现思路

1、针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种皮带机跑偏视觉检测方法及系统，用于解决现有技术中单一检测方式对于跑偏检测效果不好，滞后性比较大，影响传输使用效果，且无法应对皮带松弛做出及时调整的问题。

2、本发明采取的技术方案如下：本发明一种皮带机跑偏视觉检测系统，包括皮带机本体以及皮带架，所述皮带机本体设于皮带架上，所述皮带机本本体的载料段皮带呈v形结构；

3、还包括：

4、用于检测皮带传送图像变化的图像检测模块，图像检测模块设于皮带的垂直上方；

5、所述图像检测模块由工业相机、支架和固定板构成，所述支架设于皮带架的关于皮带机本体的两侧，所述固定板设于两侧支架的顶部之间，所述工业相机安装设于固定板的底部，所述工业相机的检测头正对设于载料段皮带的上方；

6、用于检测皮带压力变化的压力检测模块，压力检测模块贴合设于皮带的下方；

7、所述压力检测模块由压力传感器、固定座以及检压轴构成，所述固定座设于皮带架的外侧，所述检压轴设于两侧的固定座之间，且所述检压轴设于皮带下方，所述压力传感器设于检压轴的顶部两侧且与皮带相接触，两组所述压力传感器的距离之和等于载料段皮带的宽度；

8、用于光电位置反馈皮带位置的光电检测模块；

9、所述光电检测模块由光电开关和开关架，所述开关架设于皮带机本体的首尾两侧，所述光电开关安装设于开关架上，所述光电开关的发射端方向沿皮带机本体的行进方向设置；

10、中央处理器；中央处理器与图像检测模块、压力检测模块、光电检测模块相连接，所述中央处理器采集、处理图像检测模块、压力检测模块、光电检测模块发出的信号，并用于判断皮带机是否出现跑偏情况。

11、优选方案中，所述光电开关可设置多组，多组所述光电开关对应不同高度的皮带，用于检测皮带偏移的程度。

12、作为进一步阐述的方案，本方案还公开了一种用于皮带机跑偏的调节装置，所述调节装置包括：固定架、滑动架、底螺丝、侧槽以及侧螺丝；所述固定座的一侧还设有安装座，所述安装座上开设有安装孔，所述固定架通过安装孔与安装座相连，所述滑动架滑动设于固定架内，所述底螺丝贯穿设于固定架底部，所述底螺丝与滑动架相连接，所述侧槽开设于固定架两侧，所述侧螺丝贯穿设于固定架两侧，所述侧螺丝滑动设于侧槽，所述侧螺丝与滑动架连接，一侧所述侧螺丝贯穿安装孔与安装座相连，用于固定固定架。

13、优选方案中，所述滑动架一侧顶部设有侧板，所述侧板一侧设有轮轴，所述轮轴外侧转动设有步进轮。

14、进一步地，所述滑动架与固定架之间设有弹簧，所述弹簧与底螺丝同轴设置。

15、进一步方案中，所述固定架侧面下部设有刻度线。

16、优选的：所述中央处理器内根据检测到的偏移量数值设置安全预警模块、告警模块以及电机控制模块，偏移量小于偏移量阈值时安全预警模块响应，可为通过光报警实现预警效果，偏移量位于偏移量阈值之间时告警模块响应，可通过区别于安全预警模块的报警方式提醒工作人员，并利用调节装置张紧皮带，偏移量大于偏移量阈值时电机控制模块响应，并通过区别于安全预警模块以及告警模块的报警方式提醒工作人员，电机控制模块用于连接驱动皮带机本体的电机，在遇到危险情况时控制电机停止皮带的传送工作。

17、作为进一步阐述的方案，本方案还公开了一种用于皮带机跑偏视觉检测方法，包括以下步骤：

18、s1：通过图像检测模块采集实时的皮带传送图像、通过压力检测模块采集实时的皮带与检压轴的压力传感数据、通过光电检测模块检测皮带的位置；

19、s2：中央处理器采集、处理图像检测模块、压力检测模块以及光电检测模块发出的信号，并用于判断皮带机是否出现跑偏情况；

20、s3：若偏移量小于偏移量阈值时安全预警模块响应，通过光报警实现预警效果；偏移量位于偏移量阈值之间时告警模块响应，通过区别于安全预警模块的报警方式提醒工作人员，并利用调节装置张紧皮带；偏移量大于偏移量阈值时电机控制模块响应，并通过区别于安全预警模块以及告警模块的报警方式提醒工作人员，控制电机停止皮带的传送工作。

21、利用所述图像检测模块实现皮带偏移检测，具体包括如下步骤：

22、步骤s1.1，采集实时的皮带传送图像；按帧读取图像，截取一帧用于分析；

23、步骤s1.2，通过霍夫直线检测对皮带传送图像按帧检测，并用svm分类算法筛选出每帧图像中的皮带边缘直线，使用工具获得皮带实际边缘直线的斜率并标注为正样本，标注类别标签为+1，将直线筛选所残留的非边缘直线，即皮带内部直线标注为负样本，标注类别标签为-1；对训练样本集所标注的正负样本提取器特征类别，与其样本特征用来训练svm分类器得到对应模型，利用测试样本集获得分类的准确度，即所需的皮带边缘直线；根据训练结果，按每帧进行分析，根据svm分析说的测试结果，获得每帧图像中的边缘直线；

24、步骤s1.3，获取历史样本数据，计算得到皮带偏移的阈值区间；

25、步骤s1.4，将筛选得到的皮带边缘直线和皮带偏移的阈值空间比对，计算出皮带偏移程度。

26、进一步方案中，所述步骤s1.3包括如下步骤：

27、对历史样本数据进行分类统计，通过霍夫直线检测检测到各样本的皮带两边边缘直线，对皮带的边缘直线的位置数据进行均值计算以获得皮带中线的区间，即为皮带偏移的阈值区间。

28、本方案公开了一种皮带机跑偏视觉检测方法及系统，采用上述结构本发明取得的有益效果如下：

29、1、通过图像检测模块、压力检测模块、光电检测模块三组模块的共同检测与作用，利用视觉、压力检测与光电检测结合有效及时的实现跑偏检测工作，用于解决现有技术中单一检测方式对于跑偏检测效果不好、滞后性比较大的问题。

30、2、通过将检测的跑偏程度分级反馈至安全预警模块、告警模块、电机控制模块，通过告警、调节皮带松弛以及电机停止运动的方式，有效应对不同的跑偏情况，便于工人进行及时有效的调整，保证皮带机的正常安全运行。