基于混合ZS法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法.pdf
《基于混合ZS法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于混合ZS法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法.pdf(5页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、基于混合 ZS 法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法张 龙1,汪君娜2,亓玉浩3,李玉霞2,张代祥3,杜明超2,李明霞4,张 鹏2,孙传彬2,张 坤2(1.兖矿能源集团股份有限公司 设备管理中心,山东 邹城 273500;2.山东科技大学 山东省机器人与智能技术重点实验室,山东 青岛 266590;3.山东能源集团有限公司 设备管理中心,山东 济南 250014;4.欧普瑞泰环境科技有限公司,山东 青岛 266228)摘 要:根据输送带发生撕裂时的特点,提出了基于混合 ZS 法-质心法的激光线条中心线提取方法,根据激光线条中心线在输送带撕裂部位呈现的特点,结合集成学习中投票器思想,完成输送带撕裂
2、判别算法;通过现场采集的橡胶输送带激光线条图像集对撕裂判别算法进行实验效果验证。研究结果表明:基于混合 ZS 法-质心法的激光线条中心线提取方相比其他方法标准误差更低,对输送带撕裂判别的正确率达到 0.89。关键词:ZS 法;带式输送机;机器视觉;撕裂检测中图分类号:TD528.1 文献标识码:A 文章编号:1005-8397(2023)07-0008-05A method for distinguishing the tear of mine conveyor belt based on the hybrid ZS method and the centroid methodZHANG Lo
3、ng1,WANG Jun-na2,QI Yu-hao3,LI Yu-xia2,ZHANG Dai-xiang3,DU Ming-chao2,LI Ming-xia4,ZHANG Peng2,SUN Chuan-bin2,ZHANG Kun 2(1.Yankuang Energy Group Company Limited,Zoucheng,Shandong 273500,China;2.Shandong University of Science and Technology,Shandong Provincial Key Laboratory of Robotics and Intellig
4、ent Technology,Qingdao,Shandong 266590,China;3.Shandong Energy Group Equipment management center,Jinan,Shandong 250014,China;4.OPER TOR Environmental Technology Co.,Ltd,Qingdao,Shandong 266228,China)Abstract:Based on the characteristics of conveyor belt tearing,a laser line centerline extraction met
5、hod based on the hybrid ZS method and centroid method is proposed.Based on the characteristics of the laser line centerline at the tearing location of the conveyor belt,combined with the voter idea in ensemble learning,a conveyor belt tearing discrimination algorithm is completed;Verify the effectiv
6、eness of the tear detection algorithm through the on-site collection of laser line images of rubber conveyor belts.The research results show that the standard error of the laser line centerline extraction method based on the mixed ZS method centroid method is lower than other methods,and the accurac
7、y of the mining conveyor belt tearing discrimination method based on the mixed ZS method centroid method reaches 0.89.Keywords:ZS method;conveyor belt;machine vision;tear detection收稿日期:2023-05-04 DOI:10.16200/ki.11-2627/td.2023.07.003基金项目:山东省重大科技创新工程(深地资源勘查开采)资助项目(2019SDZY04)作者简介:张 龙(1977),男,山东邹城人,2
8、013 年毕业于山东科技大学矿山机电专业,工学学士,兖矿能源设备管理中心技术质量科副科长,助理工程师。通讯作者:张 坤(1990),男,山东威海人,山东科技大学电气与自动化工程学院副教授,硕士生导师,主要研究方向:煤矿智能化开采、煤矿机器人技术、采掘机械动力学特性。引用格式:张 龙,汪君娜,亓玉浩,等.基于混合 ZS 法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法 J.煤炭加工与综合利用,2023(7):8-12.8煤炭加工与综合利用 CAL PROCESSING&COMPREHENSIVE UTILIZATION No.7,2023 带式输送机作为煤矿井下主要的输送装备,主要用于运输煤、矸石及掉落的锚杆
9、、锚索等,由于其输送物料的特殊性,易发生输送胶带的撕裂事故,严重影响作业人员的生命安全,造成经济损失1。因此,研制一种能够实时监测输送胶带撕裂状态的检测技术,及时发出撕裂报警信号,缩减输送胶带撕裂发生程度,避免安全事故发生,减低企业的经济损失,具有重要的经济和社会意义。近几年来,随着各种技术的研究逐渐加深,机器视觉和人工智能技术逐渐成为解决一些工业性难题的主流手段,机器视觉检测技术手段被越来越多的人应用在工业撕裂检测领域。李兆坤2使用 Canny 边缘检测图像处理算法和霍夫变换来确定输送带撕裂的边缘,此种方法只适合理想状态下的输送带撕裂检测,因为边缘检测处理算法易受环境噪声的影响,无法适用于复
10、杂的工业环境,撕裂检测的准确性不稳定;甘福宝3等提出了 OTSU 图像分割算法和狮群算法相结合进行输送带撕裂检测的方法,依靠图像分割后的黑色像素值设定撕裂阈值进行输送带撕裂的判定,对于撕裂部位较小的区域识别效果不是很准确。为提高输送带撕裂检测精度,采用提取激光线条特征信息的办法,只有完整提取出激光线条特征信息,才能准确判断输送带当前状态。通常采用提取激光线条中心线方法提取激光线条特征信息,目前比较流行的激光线条中心线提取方法有极值法、质心法、模板法、曲线拟合法和 Steger法等4-7。针对质心法提取激光条纹中心线精度不足的问题,本文提出一种混合 ZS 法8-质心法的激光线条中心线提取方法。根
11、据激光线条中心线在输送带撕裂部位呈现的特点,结合集成学习中投票器思想,完成输送带撕裂判别算法。1 输送胶带激光线条图像预处理线性激光设施投射在输送胶带表面激光线条的好坏关系着后续撕裂检测部分检测准确度的高低,选取在输送胶带投出“一”字型的线性激光ZLM25AL65012GD,该装置穿透力强,光线清晰明亮,对环境场地产生的不均匀光照有较强的抗干扰性,红色线性激光产品外观如图 1 所示。撕裂检测系统主要针对激光线条区域进行特征信息的提取和分析,而相机采集的原图像中激图 1 红色线性激光产品外观光线条区域只占中间部位的小部分,从整张图像中进行激光线条特征信息提取,大大增加了图像处理的时间,无法保证检
12、测系统的实时性。因图像采集装置和激光发生器投射激光线条的角度和位置固定,所以可以根据激光线条处在原图像的位置作为先验知识,留出激光线条畸变扭曲的宽度,设定激光线条的最小裁剪区域,将激光线条区域从原始图像中裁剪出来,如图 2 所示,只对裁剪出的激光线条区域进行图像处理,才能大大减少图像数据运算处理时间,提高撕裂检测系统的检测速度,保证整个系统的实时性9。图 2 激光区域裁剪对比分析均值法、权值法、最大值 法 和Color2Gray10法四种图像数据类型转换方法后,因激光线条的红色分量比其他两种颜色分量数值要大11,所以选择单独提取激光线条 R 通道图像减少图像数据运算量;为增强图像中激光线条的特
13、征信息,针对激光线条图像在采集过程中出现的各种问题,使用自适应中值滤波对激光线条图像进行去噪处理。自适应估算值维纳滤波复原法是对模糊图像进行两次维纳滤波处理来获得复原图像的方法,相比于普通的维纳滤波处理,此方法可以对维纳滤波器中的值进行自适应估算来获得更加清晰的复原图像,同时提高维纳滤波方法的自动处理能力12。在激光线条图像分割方面,Bernsen 阈值分割法图像分割处理速度较快,但在处理过程中易92023 年第 7 期张 龙,等:基于混合 ZS 法-质心法的矿用输送带撕裂判别方法受图像中噪声的影响,分水岭法虽然得到较为完整的激光线条特征信息,但因其需要进行边缘检测,耗费时间较长,不符合激光线
14、条特征信息快速处理需求;迭代法和传统 OTSU 法虽然也得到了较为完整的激光线条特征信息,但因两种方法都需对整张图像像素信息进行处理,所以耗费时间较长;而 OTSU 曲线拟合法13耗费时间较短,且能得到完整激光线条特征信息,符合快速处理激光线条特征信息的需求,因此使用 OTSU 曲线拟合分割法来增强激光线条特征信息。2 基于混合 ZS 法-质心法的质心提取方法2.1 ZS 法细化激光线条针对质心法提取激光线条中心线的速度不足的问题,提出在 ZS 细化法的基础上结合质心法14来进行对激光线条中心线的提取。设激光线条待处理图像为 Y(i,j),对图像中目标像素点根据周围八个像素点的状态来判断是否对
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 混合 ZS 质心 输送带 撕裂 判别 方法
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。