輸送帶跑偏判斷方法及判斷裝置的製作方法
2023-05-05 07:25:51
專利名稱：輸送帶跑偏判斷方法及判斷裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於視頻圖像信息處理技術領域，具體地說，是涉及一種基於視頻圖像處理的輸送帶跑偏判斷方法及判斷裝置。
背景技術：
輸送帶是輸送系統的關鍵設備，它的安全、穩定運行直接影響到生產作業。輸送帶的跑偏是帶式輸送機的最常見故障，跑偏輕則會導致撒料、影響生產進度及損害輸送帶和相關機械設備；如果是長距離輸送，如礦井使用過程中，還會因輸送帶跑偏增加輸送帶運行阻力，可能會引起礦井火災、人員傷亡等嚴重事故。隨著自動化技術的不斷提高、通信和控制技術的不斷發展，輸送帶監控技術也在逐步提高，如輸送帶自動糾偏裝置等在輸送系統中發揮著很大作用。而也正是因為自動化及智能化技術的提高，帶來的往往是無人監守，導致某一功能一旦失效不能及時發現。另夕卜，在輸送系統中，雖然視頻監控設備也在運行著，但其實際意義僅是視頻監視，還需要人工觀察監控圖像來發現和判斷輸送帶是否跑偏。因此，自動、及時發現輸送帶是否跑偏，並能以準確、恰當的方式通知相關人員，對於預防和減少惡性事故的發生、消除故障隱患、保證人身和設備安全、提高勞動生產率是至關重要的。本發明正是基於上述目的而提出的。
發明內容
本發明的目的之一是提供一種輸送帶跑偏判斷方法，通過從原始圖像中提取前景分類樣本、從檢測圖像中提取前景檢測樣本，利用前景檢測樣本與前景分類樣本的關係作為判斷輸送帶是否跑偏的依據，實現輸送帶跑偏的自動檢測和發現。為實現上述發明目的，本發明採用下述技術方案予以實現
一種輸送帶跑偏判斷方法，所述方法包括下述步驟
a、獲取多幀原始圖像，計算任意兩幀原始圖像的原始差值圖像；
b、獲取原始差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，將具有至少一個大於第一設定閾值色差值的像素點坐標值作為前景分類樣本，若干個前景分類樣本構成前景分類樣本集；
C、獲取多幀檢測圖像，計算任意兩幀檢測圖像的檢測差值圖像；
d、獲取檢測差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，將具有至少一個大於第一設定閾值色差值的像素點坐標值作為前景檢測樣本，若干個前景檢測樣本構成前景檢測樣本集；
e、將前景檢測樣本集與前景分類樣本集相比較，若兩者存在不同的樣本，則判定輸送帶跑偏。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為提高檢測速度、降低檢測計算複雜度，在所述 步驟e中，從所述前景分類樣本集中選取若干個前景分類樣本作為前景特徵分類樣本，根據前景特徵分類樣本的選取方式從所述前景檢測樣本集中選取若干個與前景特徵分類樣本相對應的前景檢測樣本作為前景特徵檢測樣本，將前景特徵檢測樣本與對應位置處的前景特徵分類樣本相比較，若存在坐標值不同的樣本，則判定輸送帶跑偏。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為濾除環境變化因素的影響、同時進一步提高檢測速度，計算所述前景特徵檢測樣本與對應位置處的所述前景特徵分類樣本的歐式距離，並與第二設定閾值進行比較，若存在大於第二設定閾值的歐式距離，則判定輸送帶跑偏。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為進一步濾除環境變化因素影響，所述前景特徵分類樣本優選包括所述前景分類樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值；相應的，所述前景特徵檢測樣本優選包括所述前景檢測樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為提高檢測速度、同時對輸送帶跑偏程度進行 分類識別，分別計算所述前景檢測樣本集中左上角像素點與所述前景分類樣本集中左上角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中右上角像素點與所述前景分類樣本集中右上角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中左下角像素點與所述前景分類樣本集中左下角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中右下角像素點與所述前景分類樣本集中右下角像素點的歐式距離，並分別與所述第二設定閾值及第三設定閾值相比較；若所有歐式距離均小於第三設定閾值而大於第二設定閾值，判定輸送帶為微跑偏，若存在至少一個歐式距離大於等於第三設定閾值，則判定輸送帶為嚴重跑偏；第二設定閾值和第三設定閾值根據圖像中像素點的數量來確定。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為便於相關人員及時獲知輸送帶跑偏狀態，在所述步驟e之後還包括下述步驟
f、在輸送帶跑偏時輸出報警信號。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，所述報警信號優選為語音報警信號。如上所述的輸送帶跑偏判斷方法，為便於後期查看和使用，在所述步驟f之後還包括下述步驟
g、保存輸送帶跑偏的信息。本發明的目的之二是提供一種輸送帶跑偏判斷裝置，利用該裝置實現輸送帶跑偏的自動檢測和發現。為實現上述技術目的，本發明採用下述技術方案來實現
一種輸送帶跑偏判斷裝置，所述裝置包括
圖像採集單元，用於採集輸送帶所處環境的圖像；
差值圖像計算單元，用於計算圖像採集單元採集的兩幀圖像的差值；
RGB色差值計算單元，用於計算差值圖像計算單元輸出的差值圖像的RGB三原色色差
值；
前景樣本獲取單元，用於根據RGB色差值計算單元的處理結果獲取前景分類樣本及前景檢測樣本；
前景分類樣本存儲單元，用於存儲前景樣本獲取單元獲取的前景分類樣本；
前景檢測樣本存儲單元，用於存儲前景樣本獲取單元獲取的前景檢測樣本；跑偏判定單元，用於根據前景檢測樣本及前景分類樣本判斷輸送帶是否跑偏。如上所述的輸送帶跑偏判斷裝置，所述裝置還包括
特徵樣本提取單元，用於從所述前景分類樣本存儲單元中提取前景特徵分類樣本和從所述前景檢測樣本存儲單元中提取前景特徵檢測樣本；
報警信號輸出單元，用於輸出輸送帶跑偏報警信號；以及 跑偏信息存儲單元，用於存儲輸送帶跑偏信息。與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是本發明通過對實時採集圖像和原始圖像的比對自動判斷輸送帶是否跑偏，避免了僅靠人工視頻監視判斷可能出現的人為失 誤，在及時發現故障方面更可靠、穩定。結合附圖閱讀本發明的具體實施方式
後，本發明的其他特點和優點將變得更加清
/E. o
圖I是本發明輸送帶跑偏判斷裝置一個實施例的結構框 圖2是本發明輸送帶跑偏判斷方法第一個實施例的流程 圖3是本發明輸送帶跑偏判斷方法第二個實施例的流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施方式
對本發明的技術方案作進一步詳細的說明。請參考圖1，該圖I所示為本發明輸送帶跑偏判斷裝置一個實施例的結構框圖，圖中箭頭方向表示各單元的連接關係及工作的先後順序。如圖I所示，該實施例的輸送帶跑偏判斷裝置具體包括
圖像採集單元101，用於採集輸送帶所處環境的圖像，例如，利用在輸送帶所處環境中安裝攝像頭拍攝包含輸送帶在內的圖像，然後採集攝像頭的圖像作為原始採集圖像、即參考對比圖像以及實時採集檢測圖像作為要判斷的圖像。差值圖像計算單元102，用於計算圖像採集單元101採集的兩幀圖像的差值。這裡，差值可以是指兩幅圖像的灰度值之差。RGB色差值計算單元103，用於計算差值圖像計算單元102輸出的差值圖像的RGB
二原色色差值。前景樣本獲取單元104，用於根據RGB色差值計算單元103的處理結果獲取前景分類樣本及前景檢測樣本。具體的，是將差值圖像中每一個像素點的色差值分別與一個設定閾值進行比較，根據比較結果確定是否為前景樣本。更具體的獲取方法請參考下述方法流程的描述。前景分類樣本存儲單元105，用於存儲前景樣本獲取單元104獲取的前景分類樣本。該實施例對輸送帶跑偏進行判斷時，需要首先獲取對比數據，然後利用實時數據與對比數據的比較來判斷輸送帶是否跑偏。在這裡，對比數據是在輸送帶正常運行狀態下所採集的原始圖像經上述各單元處理後而獲得的前景分類樣本，因此，需要將這些樣本數據單獨存放，以備後續調取使用。前景檢測樣本存儲單元106，用於存儲前景樣本獲取單元104獲取的前景檢測樣本。這裡，前景檢測樣本是要進行判斷的實時圖像經上述相應各單元處理後的數據，單獨存放起來，以便於調取使用。特徵樣本提取單元107，用於從前景分類樣本存儲單元105中提取前景特徵分類樣本和從前景檢測樣本存儲單元106中提取前景特徵檢測樣本。該單元作為該實施例的可選單元，其目的是提取出特徵樣本作為比較的樣本，以減少整個裝置在判斷輸送帶跑偏時的計算量和複雜度，提高檢測和判斷的速度，提高判斷結果的實時性。實際應用時，如果允許，也可以不設置該單元。跑偏判定單元108，用於根據前景檢測樣本及前景分類樣本判斷輸送帶是否跑偏。在該實施例中，由於設置了特徵樣本提取單元107，所以跑偏判斷單元108將根據前景特徵檢測樣本和前景特徵分類樣本進行判斷。如果未設置特徵樣本提取單元107，則跑偏判定單元108將從前景分類樣本存儲單元105中讀取前景分類樣本、從前景檢測樣本存儲單元106中讀取前景檢測樣本，然後再比較前景檢測樣本和前景分類樣本，並根據檢測結果判斷輸送帶是否跑偏。判定的具體方法和過程請參考下述方法實施例的描述。
為便於相關人員及時獲知輸送帶跑偏狀態，該實施例的判斷裝置還設置有報警信號輸出單元109，當跑偏判定單元108判定輸送帶跑偏時，將通過報警信號輸出單元109輸出報警信號。報警信號優選但不局限於語音信號，也可以是輸出在顯示屏上的文字報警信號，還可以是發光報警信號等。相應的，報警信號輸出單元109優選能夠發出語音信號的揚聲器或者蜂鳴器等，或者，還可以是顯示屏、發光報警器件等，或者，是多種報警裝置的組合形式。而且,為便於後期信息的查看和使用，該實施例還設置了跑偏信息存儲單元110,用於存儲輸送帶跑偏的有關信息，如跑偏時間、跑偏的圖像等。上述裝置的工作過程可以參考下面方法實施例的描述。首先，本發明判斷輸送帶跑偏的基本原理可以概述為在輸送帶正常運行時，採集相應的圖像作為原始圖像，也即對比圖像；在檢測過程中，實時採集輸送帶運行圖像作為檢測圖像，將檢測圖像與原始圖像採用一定的技術手段進行比較，並根據比較結果判斷出實時檢測圖像中的輸送帶是否跑偏。請參考圖2，該圖2示出了本發明輸送帶跑偏判斷方法第一個實施例的流程圖。如圖2所示，輸送帶跑偏判斷可以採用如下流程來實現
步驟201 :流程開始。步驟202 :獲取多幀原始圖像。考慮到輸送帶的實際工作環境會因燈光、光照等因素的變化而發生微弱變化，如果僅採集輸送帶正常運行過程中某一時刻的一幅正常圖像作為原始參考圖像的話，容易產生誤判而影響判斷的準確性。因此，該實施例採集輸送帶正常運行過程中的多幅正常圖像作為原始圖像，並對多幅原始圖像進行聚類處理，具體如下所述。例如，在該實施例中，採用N=IO巾貞原始圖像，且N巾貞原始圖像用下述公式表示
Zny) = {/ra/p(x,y),/ >0) , 表示幀數，且《 e[l，N] ,、
Ku)分別為圖像/M(\y)三原色中的紅色色差值、綠色色差值和藍色色差值。步驟203 :計算任意兩幀原始圖像的原始差值圖像。
採用下述公式計算原始差值圖像=, k j且ije[l N]。步驟204 :計算原始差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，並將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，根據比較結果獲得前景分類樣本集。具體來說，設定第一設定閾值(5 ,將每個像素點的每一個色差值分別與5相比較。對於某個像素點來說，如果其有一個色差值大於J ,則將該像素點坐標值作為一個前景分類樣本，多個前景分類樣本構成前景分類樣本集。根據上述處理過程可知，由於前景分類樣本是色差值存在大於第一設定閾值。的像素點，而且，在輸送帶運行過程中，輸送帶是會發生變化的前景，不會發生變化的是周圍環境、也即背景，因此，前景分類樣本集反映的是圖像採集範圍內的輸送帶所在的位置。
通過上述步驟202至步驟204這三個步驟的流程處理，獲得了判斷時需要的參考數據、也即前景分類樣本集。而且，通過這三個步驟的處理，前景分類樣本集是對多幅原始圖像聚類處理的結果，能夠有效消除環境變化而產生的幹擾，確保獲得的前景分類樣本集能準確反映出輸送帶的位置。獲得參考數據之後，就需要對實時採集的圖像進行相應的處理、以獲得檢測數據。為保證檢測的一致性和準確有效性，檢測數據的處理過程與參考數據的處理過程相同，具體如下所述。步驟205 :獲取多幀檢測圖像。檢測圖像的幀數可以根據採集圖像所用攝像頭的拍攝頻率、監控精確度要求等選擇合適的數量，例如，選擇M=5巾貞原始圖像。步驟206 :計算任意兩幀檢測圖像的檢測差值圖像。計算公式如上述對原始圖像的處理，在此不作複述。步驟207 :計算檢測差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，並將每個像素點的每一個色差值分別與上述第一設定閾值J相比較，根據比較結果獲得前景檢測樣本集。具體來說，也是將每幀檢測差值圖像中每個像素點的每一個色差值分別與5相比較。對於某個像素點來說，如果其有一個色差值大於J ,則將該像素點坐標值作為一個前景檢測樣本，多個前景檢測樣本構成前景檢測樣本集。步驟208 比較前景檢測樣本集與前景分類樣本集。將前景檢測樣本集中的所有樣本、也即所有坐標值讀取出來，然後與前景分類樣本集中的所有樣本、也即所有坐標值進行比較，根據兩個樣本集中的樣本是否一致來判斷輸送帶是否跑偏。步驟209 :判斷步驟208的比較結果中是否存在不相同的樣本。若存在，轉至步驟211 ;否則，執行步驟210。步驟210 :若兩個樣本集中的樣本全部相同，說明檢測圖像中的前景沒有發生變化，如上所述，由於前景表示的是輸送帶的位置，也即表明輸送帶的位置沒有發生變化，則判定輸送帶未跑偏。步驟211 :若兩個樣本集比較後存在不同的樣本，說明輸送帶的位置發生了變化，因此，判斷輸送帶跑偏。步驟212 :判斷流程結束。在該實施例中，對於第一設定閾值5，其為一個表徵灰度的數值，可以根據判斷精度而選擇一個合適的值，例如，可選擇為I或2。需要說明的是，該實施例為了說明整個方法的過程而將上述步驟202至步驟204中獲取前景分類樣本集的處理過程作為流程的一部分來描述，本領域技術人員應該理解的是，對於一條輸送帶的判斷來說，如果其所處的背景沒有發生變化，前景分類樣本集的獲取僅需要作為初始化步驟執行一次即可，後續在進行判斷時只需要直接從步驟205開始獲取檢測圖像並進行處理和判斷。而且，本領域 技術人員也應當理解，圖2所示僅為一個跑偏判斷過程，在實際應用中，啟動輸送帶跑偏判斷功能、獲得前景分類樣本集之後，將一直執行步驟205至步驟211的檢測圖像獲取、處理及判斷的過程，直至關閉該功能為止。對於輸送帶跑偏判斷除了可以採用上述圖2實施例的方法之外，還可以採用下述圖3實施例的方法。請參考圖3，該圖3所示為本發明輸送帶跑偏判斷方法第二個實施例的流程圖。該第二個實施例首先按照與上述圖2第一個實施例相同的方法獲得了前景分類樣本集及前景特徵樣本集，然後，再對這兩個樣本集中的數據進行更優的處理，以降低檢測計算複雜度、提高檢測速度。該第二個實施例對前景分類樣本集及前景特徵樣本集的獲取過程不再作複述，具體可參考上述圖2第一個實施例，下面僅就之後的處理過程作詳細闡述。如圖3所示，該第二個實施例在獲得前景分類樣本集及前景檢測樣本集之後的流程如下
步驟301 :流程開始。步驟302 :從前景分類樣本集中選取前景特徵分類樣本。由於前景分類樣本集中可能會存在大量的樣本數據，如果直接採用該樣本集作為輸送帶是否跑偏的對比數據，雖然可以較為準確地判斷出輸送帶是否跑偏，但是，會導致計算量非常大，勢必會影響檢測和判斷的速度，這對於實時性要求較高的輸送帶跑偏判斷來說未必是最佳解決方案。因此，該實施例採取了從大量的樣本集中選擇特徵樣本的處理手段。對於作為對比數據的前景分類樣本集，首先需要從中選取前景特徵分類樣本，選取的原則是用儘量少的樣本最大程度地反應樣本集的整體特徵。結合輸送帶的特點，如果發生跑偏，在視頻監控區域內，其一般是發生平移性的偏移，也即前景區域發生整體的平移。利用該特性，可以考慮用前景邊緣處的樣本作為特徵樣本，也即在前景分類樣本集中，選取位於前景邊緣處的像素點的坐標值作為特徵分類樣本。這樣就可以大大減少分類樣本的數量，從而降低了數據處理難度，提高了判斷速度。從另一個角度考慮，前景邊緣也是前景與背景的分界線，該邊緣處的樣本既可以看作是前景，也可以認為是背景的邊緣，前景邊緣處特徵分類樣本也可以看作是背景特徵分類樣本，那麼，此時的處理過程也可以認為是用背景樣本集來判斷輸送帶是否跑偏。由於前景邊緣處的像素點數量也會比較多，而且對於遠距離傳輸的輸送帶來說，視頻範圍內的輸送帶所佔的比例較小，那麼，其跑偏時的移動更接近於平移。這種情況下，可以僅從前景分類樣本集中選取四個樣本作為特徵分類樣本，這四個樣本分別為前景分類樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值，也即整個前景中四個角的像素點的坐標作為特徵分類樣本，用這四個樣本既可定位整個前景的區域。步驟303 :從前景檢測樣本集中選取前景特徵檢測樣本。前景特徵檢測樣本的選取方式與步驟302中前景特徵分類樣本的選取方式相同。即，如果前景特徵分類樣本為前景分類樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值，那麼，前景特徵檢測樣本將包括前景檢測樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值。這樣，才能保證對比數據與檢測數據的一致性，保證判斷的準確性。步驟304 :計算前景特徵檢測樣本與對應位置處的前景特徵分類樣本的歐式距離。
如果環境光照變化或者燈光變化等導致環境光線發生變化，或者其他因素的影響，輸送帶背景將會發生變化，相應的，也會導致前景發生變化。與輸送帶跑偏而帶來的前景變化相比，環境因素導致的前景變化較小，反映到前景樣本上，樣本的位置移動較小。考慮到這一因素，為濾除環境變化因素的影響，同時進一步減少計算複雜度、提高檢測速度，該實施例採用了計算前景特徵檢測樣本與對應位置處的前景特徵分類樣本的歐式距離、根據歐式距離與設定值的大小關係的方法來判斷前景中的樣本是否發生了變化。舉例來說，對於上述四個前景特徵檢測樣本與四個前景特徵分類樣本來說，分別計算前景檢測樣本集中左上角像素點與前景分類樣本集中左上角像素點的歐式距離、前景檢測樣本集中右上角像素點與前景分類樣本集中右上角像素點的歐式距離、前景檢測樣本集中左下角像素點與前景分類樣本集中左下角像素點的歐式距離、前景檢測樣本集中右下角像素點與所述前景分類樣本集中右下角像素點的歐式距離。對於未採用上述特徵檢測樣本和特徵分類樣本的檢測過程、或者直接用前景檢測樣本集中所有的樣本直接與前景分類樣本集中的所有的樣本進行比較的檢測過程來說，也可以採用計算相應兩個樣本的歐式距離、根據歐式距離與設定值的大小關係的方法來判斷前景中的樣本是否發生了變化。步驟305 :判斷是否存在大於第二設定閾值的歐式距離。如存在，執行步驟307 ;若不存在，執行步驟306。為了濾除環境變化因素的影響，在計算出歐式距離後，將其分別與第二設定閾值進行比較，根據比較結果進行不同的處理。步驟306 :在所有歐式距離都不大於第二設定閾值時，判定輸送帶未跑偏，然後轉至步驟312。在計算出的歐式距離都不大於第二設定閾值時，說明檢測圖像中的前景可能沒有發生變化，或者變化較小。如果沒有發生變化，表明輸送帶正常運行、未跑偏；如果變化較小，則認為是環境因素變化引起的，也判定輸送帶沒有跑偏。步驟307 :判斷所有歐式距離是否均小於第三設定閾值。若是，執行步驟309 ;否貝U，轉至步驟310。輸送帶跑偏會存在輕微跑偏和嚴重跑偏，不同的跑偏程度可能需要的處理過程不同，例如，如果是輕微跑偏，只需要生產線操作工人進行簡單的處理，而如果嚴重跑偏，可能需要斷電維修，因此，該實施例又設置了第三設定閾值，且第三設定閾值大於第二設定閾值。在步驟305判定存在大於第二設定閾值的歐式距離時，再將歐式距離與第三設定閾值進行比較，並根據比較結果執行不同的處理。在該實施例中，第二設定閾值和第三設定閾值根據圖像中像素點的數量來確定。例如，對於具有300個像素點的圖像來說，第二設定閾值可選擇為4，第三設定閾值可選為6。步驟308 :在所有歐式距離均小於第三設定閾值時，判定輸送帶微跑偏。然後，轉至步驟310。而且，對於具有上述四個前景特徵檢測樣本的判斷來說，由於輸送帶跑偏時進行平移移動，在輸送帶微跑偏時，一般是向一個方向平移，因此，可以根據前景特徵檢測樣本相對於對應的前景特徵分類樣本的移動方向判斷出輸送帶的跑偏方向。例如，以輸送帶前進方向為Y軸正方向，如果前景特徵檢測樣本相對於對應的前景特徵分類樣本沿X軸負方 向偏移，則可判定輸送帶向左方向發生偏移。步驟309 :若存在不小於第三設定閾值的歐式距離，則判定輸送帶嚴重跑偏。在輸送帶嚴重跑偏時，不僅會存在輸送帶左右移動的現象，可能還會發生溢料，需要及時進行相應處理。步驟310 :在判定輸送帶發生跑偏、且判定出為嚴重跑偏或微跑偏時，輸出報警信號。在判斷出輸送帶發送跑偏後，需要以準確、恰當的方式通知相關人員，因此，該實施例設置了輸出報警信號的步驟，以便於相關人員及時獲知輸送帶跑偏狀態並採取相應的措施。報警信號可以是輸出在顯示屏上的文字報警信號，也可以是發光報警信號，還可以是語音報警信號，或者多種報警信號的組合。優選採用語音報警信號，且能夠針對不同的跑偏程度發出不同的語音報警信號，使得相關人員即使不查看圖像也能夠及時獲知輸送帶是否跑偏。步驟311 :保存輸送帶跑偏信息。在輸出報警信號的同時，還可以保存輸送帶跑偏的相關信息，如跑偏時間、跑偏的圖像等，以便於後期信息的查看和使用。步驟312:流程結束。需要說明的是，與圖2實施例類似，圖3所示也僅為一個跑偏判斷過程，在實際應用中，啟動輸送帶跑偏判斷功能、獲得前景分類樣本集之後，將不斷獲取檢測圖像、利用檢測圖像獲得前景檢測樣本集，然後，一直執行該實施例的判斷過程，直至關閉輸送帶跑偏判斷功能為止。以上實施例僅用以說明本發明的技術方案，而非對其進行限制；儘管參照前述實施例對本發明進行了詳細的說明，對於本領域的普通技術人員來說，依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換；而這些修改或替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明所要求保護的技術方案的精神和範圍。
權利要求
1.一種輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，所述方法包括下述步驟 a、獲取多幀原始圖像，計算任意兩幀原始圖像的原始差值圖像； b、獲取原始差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，將具有至少一個大於第一設定閾值色差值的像素點坐標值作為前景分類樣本，若干個前景分類樣本構成前景分類樣本集； C、獲取多幀檢測圖像，計算任意兩幀檢測圖像的檢測差值圖像； d、獲取檢測差值圖像中每個像素點的RGB三原色色差值，將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，將具有至少一個大於第一設定閾值色差值的像素點坐標值作為前景檢測樣本，若干個前景檢測樣本構成前景檢測樣本集； e、將前景檢測樣本集與前景分類樣本集相比較，若兩者存在不同的樣本，則判定輸送帶跑偏。
2.根據權利要求I所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，在所述步驟e中，從所述前景分類樣本集中選取若干個前景分類樣本作為前景特徵分類樣本，根據前景特徵分類樣本的選取方式從所述前景檢測樣本集中選取若干個與前景特徵分類樣本相對應的前景檢測樣本作為前景特徵檢測樣本，將前景特徵檢測樣本與對應位置處的前景特徵分類樣本相比較，若存在坐標值不同的樣本，則判定輸送帶跑偏。
3.根據權利要求2所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，計算所述前景特徵檢測樣本與對應位置處的所述前景特徵分類樣本的歐式距離，並與第二設定閾值進行比較，若存在大於第二設定閾值的歐式距離，則判定輸送帶跑偏。
4.根據權利要求3所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，所述前景特徵分類樣本包括所述前景分類樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值，所述前景特徵檢測樣本包括所述前景檢測樣本集中左上角像素點的坐標值、右上角像素點的坐標值、左下角像素點的坐標值及右下角像素點的坐標值。
5.根據權利要求4所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，分別計算所述前景檢測樣本集中左上角像素點與所述前景分類樣本集中左上角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中右上角像素點與所述前景分類樣本集中右上角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中左下角像素點與所述前景分類樣本集中左下角像素點的歐式距離、所述前景檢測樣本集中右下角像素點與所述前景分類樣本集中右下角像素點的歐式距離，並分別與所述第二設定閾值及第三設定閾值相比較；若所有歐式距離均小於第三設定閾值而大於第二設定閾值，判定輸送帶為微跑偏，若存在至少一個歐式距離大於等於第三設定閾值，則判定輸送帶為嚴重跑偏；第二設定閾值和第三設定閾值根據圖像中像素點的數量來確定。
6.根據權利要求I至5中任一項所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，在所述步驟e之後還包括下述步驟 f、在輸送帶跑偏時輸出報警信號。
7.根據權利要求6所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，所述報警信號為語音報警信號。
8.根據權利要求6所述的輸送帶跑偏判斷方法，其特徵在於，在所述步驟f 之後還包括下述步驟g、保存輸送帶跑偏的信息。
9.一種輸送帶跑偏判斷裝置，其特徵在於，所述裝置包括 圖像採集單元，用於採集輸送帶所處環境的圖像； 差值圖像計算單元，用於計算圖像採集單元採集的兩幀圖像的差值； RGB色差值計算單元，用於計算差值圖像計算單元輸出的差值圖像的RGB三原色色差值； 前景樣本獲取單元，用於根據RGB色差值計算單元的處理結果獲取前景分類樣本及前景檢測樣本； 前景分類樣本存儲單元，用於存儲前景樣本獲取單元獲取的前景分類樣本； 前景檢測樣本存儲單元，用於存儲前景樣本獲取單元獲取的前景檢測樣本； 跑偏判定單元，用於根據前景檢測樣本及前景分類樣本判斷輸送帶是否跑偏。
10.根據權利要求9所述的輸送帶跑偏判斷裝置，其特徵在於，所述裝置還包括 特徵樣本提取單元，用於從所述前景分類樣本存儲單元中提取前景特徵分類樣本和從所述前景檢測樣本存儲單元中提取前景特徵檢測樣本； 報警信號輸出單元，用於輸出輸送帶跑偏報警信號；以及 跑偏信息存儲單元，用於存儲輸送帶跑偏信息。
全文摘要
本發明公開了一種輸送帶跑偏判斷方法及判斷裝置。所述方法包括下述步驟獲取多幀原始圖像，計算任意兩幀原始圖像的原始差值圖像；獲取原始差值圖像中每個像素點的三原色色差值，將每個像素點的每一個色差值分別與第一設定閾值相比較，將具有至少一個大於第一設定閾值色差值的像素點坐標值作為前景分類樣本，若干個前景分類樣本構成前景分類樣本集；獲取多幀檢測圖像，根據相同的處理過程獲得前景檢測樣本集；將前景檢測樣本集與前景分類樣本集相比較，若存在不同的樣本，則判定輸送帶跑偏。本發明通過對實時採集圖像和原始圖像的比對自動判斷輸送帶是否跑偏，避免了僅靠人工視頻監視判斷可能出現的人為失誤，在及時發現故障方面更可靠、穩定。
文檔編號B65G43/02GK102673979SQ20121019203
公開日2012年9月19日 申請日期2012年6月12日 優先權日2012年6月12日
發明者馬豔華 申請人:青島科技大學