阅读说明：本技术 一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统 (Belt feeder foreign matter detecting system based on three-dimensional image and intelligent video technique ) 是由 李铮 戴卫东 绍俊杰 杨成龙 姚伟 张�杰 李函阳 于 2019-10-11 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统,包括皮带机、摄像仪、主控器和撕裂传感器,皮带机的控制器采用PLC,主控器上设有信号连接有数据信号中继传输处理器一,数据信号中继传输处理器一上信号连接有视频检测报警装置主机,摄像仪和视频检测报警装置主机之间信号连接有数据信号中继传输处理器二,声光报警器、撕裂传感器、摄像仪、数据信号中继传输处理器二和视频检测报警装置主机由隔爆型不间断电源一进行供电,数据信号中继传输处理器一通过隔爆型不间断电源二进行供电。本发明的优点在于：检测准确性高、可靠性高、可实时检测皮带输送机状态。(The invention discloses a belt conveyor foreign matter detection system based on three-dimensional images and an intelligent video technology, which comprises a belt conveyor, a camera, a main controller and a tearing sensor, wherein the controller of the belt conveyor adopts a PLC (programmable logic controller), the main controller is provided with a data signal relay transmission processor I in signal connection, the data signal relay transmission processor I is in signal connection with a video detection alarm device host, a data signal relay transmission processor II is in signal connection between the camera and the video detection alarm device host, an audible and visual alarm, the tearing sensor, the camera, the data signal relay transmission processor II and the video detection alarm device host are powered by a flame-proof type uninterrupted power supply I, and the data signal relay transmission processor I is powered by the flame-proof type uninterrupted power supply II. The invention has the advantages that: the detection accuracy is high, the reliability is high, and the state of the belt conveyor can be detected in real time.)

一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统

技术领域

本发明涉及异物检测系统技术领域，具体是指一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统。

背景技术

皮带运输机在煤炭企业运用广泛，是组成完整流水作业线不可或缺的物流输送设备。在生产过程中，当一个部位发生问题，就会导致整个生产线关联停机，给生产造成重大损失。所以目前皮带运输机都加装了许多保护装置，它们在生产过程中发挥了一定作用。但是由于煤炭生产环境相对恶劣，机件容易锈蚀失灵，时常会出现漏报、误报的现象，到目前还没有一种可靠的技术能够完全解决皮带纵撕、下料仓口堆煤、下行胶带过速等常见事故。各生产单位主要依靠人工巡检来发现问题，但是由于人员经验不足、疲劳作业、空当、遗漏等因素无法杜绝事故发生，同时大大增加了人力成本。

为减少输送带纵向撕裂事故的发生，国内外已研究出许多防撕裂保护装置，按类型区分主要有接触式检测系统和非接触式检测系统两大类。它们研发点都是基于皮带撕裂后所发生的状况来展开的，如棒型检测、线型检测、摆动托辊检测等都是基于异物瞬间刺穿皮带后触发检测装置，但现实情况是锚杆等异物无法瞬间穿透，而是慢慢划通，此时皮带已经受损严重，即便检测出来也已失去意义。漏料称重检测是基于贯通后输送带的裂口泄漏下来的物料达到一定重量时使限位开关动作，发出报警信号或停机。但现实是绝大多数皮带撕裂后瞬间重叠、闭合没有任何物料下漏，即使下漏也是零星颗粒，无法达到检测要求的重量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对以上问题，提供一种检测准确性高、可靠性高、可实时检测皮带输送机状态的一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统，包括皮带机、摄像仪、主控器和撕裂传感器，所述皮带机的控制器采用PLC，所述主控器上设有信号连接有数据信号中继传输处理器一，所述数据信号中继传输处理器一上信号连接有视频检测报警装置主机，所述视频检测报警装置主机上信号连接有摄像仪、撕裂传感器和声光报警器，所述摄像仪和视频检测报警装置主机之间信号连接有数据信号中继传输处理器二，所述声光报警器、撕裂传感器、摄像仪、数据信号中继传输处理器二和视频检测报警装置主机由隔爆型不间断电源一进行供电，所述数据信号中继传输处理器一通过隔爆型不间断电源二进行供电。

作为改进，所述主控器上信号连接有地面监控管理后台，所述地面监控管理后台与视频检测报警装置主机信号连接，所述地面监控管理后台与皮带机的控制器信号连接。

作为改进，所述摄像仪安装在皮带机搭接点1.5~2.5米处，所述摄像仪一侧安装有与其配合使用的补光灯。

作为改进，所述撕裂传感器安装在皮带机搭接点下游1.5米处。

作为改进，所述主控器内设有专用嵌入式智能视频分析器，所述专用嵌入式智能视频分析器包括视频分析模型库和算法集。

作为改进，所述数据信号中继传输处理器一和数据信号中继传输处理器二将以太网电信号与以太网光信号相互转换。

作为改进，所述视频检测报警装置主机用于视频数据的传输。

作为改进，所述皮带机的控制器、摄像仪、撕裂传感器、声光报警器、数据信号中继传输处理器一、数据信号中继传输处理器二和视频检测报警装置主机均被分配有相应的IP地址。

本发明的有益效果是：该基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统，通过架设在皮带运输机搭接点上方的高清摄像机连续采集监控区域的工作画面，主控器对采集的图像特征自动进行识别、分析，当判断出输送带有异物出现并停留超过设定时间时，视频检测报警装置主机发出报警及停机信号，撕裂传感器对漏检后造成皮带撕裂贯通后进行检测并报警，进一步增加检测的准确性，避免造成的事故，避免损失扩大。

附图说明

图 1为本发明一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统的结构示意图；

图2为本发明一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统的摄像仪和撕裂传感器的安装位置示意图。

附图说明：1、皮带机，2、摄像仪，3、主控器，4、撕裂传感器，5、数据信号中继传输处理器一，6、视频检测报警装置主机，7、声光报警器，8、数据信号中继传输处理器二，9、隔爆型不间断电源一，10、隔爆型不间断电源二，11、地面监控管理后台。

具体实施方式

本发明在具体实施时，提供一种基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统，包括皮带机1、摄像仪2、主控器3和撕裂传感器4，所述皮带机1的控制器采用PLC，所述主控器3上设有信号连接有数据信号中继传输处理器一5，所述数据信号中继传输处理器一5上信号连接有视频检测报警装置主机6，所述视频检测报警装置主机6上信号连接有摄像仪2、撕裂传感器4和声光报警器7，所述摄像仪2和视频检测报警装置主机6之间信号连接有数据信号中继传输处理器二8，所述声光报警器7、撕裂传感器4、摄像仪2、数据信号中继传输处理器二8和视频检测报警装置主机6由隔爆型不间断电源一9进行供电，所述数据信号中继传输处理器一5通过隔爆型不间断电源二10进行供电。

所述主控器2上信号连接有地面监控管理后台11，所述地面监控管理后台11与视频检测报警装置主机6信号连接，所述地面监控管理后台11与皮带机1的控制器信号连接，地面监控管理后台11可对视频检测报警装置主机6和皮带机1的控制器进行操控。

所述摄像仪2安装在皮带机1搭接点1.5~2.5米处，所述摄像仪2一侧安装有与其配合使用的补光灯，远距离非接触测量，大大提高了摄像仪2的使用寿命，补光灯提高拍摄的清晰度。

所述撕裂传感器4安装在皮带机1搭接点下游1.5米处，可对漏检后造成皮带撕裂贯通后进行有效的检测。

所述主控器3内设有专用嵌入式智能视频分析器，所述专用嵌入式智能视频分析器包括视频分析模型库和算法集，对采集的图像特征自动进行识别、分析。同时智能建立常见异物特征数据库，通过三维图像算法识别、模型训练，形成可嵌入式的算法集，并根据识别的数据不断更新异物数据库，提升算法的识别准确度。

所述数据信号中继传输处理器一5和数据信号中继传输处理器二8将以太网电信号与以太网光信号相互转换，方便数据传输。

所述视频检测报警装置主机6用于视频数据的传输，当皮带出现异物（如锚杆、钢板、大块矸石等）并停留超过设定时间时，系统输出报警信号驱动现场声光报警装置，并向皮带机发出停机信号。

所述皮带机1的控制器、摄像仪2、撕裂传感器4、声光报警器7、数据信号中继传输处理器一5、数据信号中继传输处理器二8和视频检测报警装置主机6均被分配有相应的IP地址，实现多点实时数据传输，地面监控管理后台11实时收集数据并实时监控设备的运行状态，通过数据的可视化集中显示在地面监控管理后台11，设定异常警报值，可以直观地查看和监控所有设备的运行状态。

本发明的工作原理：该基于三维图像及智能视频技术的皮带机异物检测系统在使用时，通过架设在皮带运输机搭接点上方的摄像仪连续采集监控区域的工作画面，主控器通过构建基于三维图像识别技术的分析模式和算法，形成专用嵌入式智能视频分析器，分析器内嵌入相关的视频分析模型库和算法集，对采集的图像特征自动进行识别、分析。同时智能建立常见异物特征数据库，通过三维图像算法识别、模型训练，形成可嵌入式的算法集，并根据识别的数据不断更新异物数据库，提升算法的识别准确度。并将实时的视频信息传送给数据信号中继传输处理器和地面监控管理后台进行显示。若判断出输送带有异物出现并停留超过设定时间时，视频检测报警装置主机发出报警及停机信号。在皮带机搭接点的下游皮带约1.5m处安装撕裂传感器，对漏检后造成皮带撕裂贯通后进行检测并报警。撕裂传感器具有灵敏度高、响应速度快的特性（响应时间≦2ms，检测颗粒直径≦10mm）。当带式输送机皮带发生纵向撕裂时，皮带上的物料就会通过撕裂处向下泄漏，触发撕裂传感器，实现实时报警停机。该系统的设置可有效减小工作人员巡视的工作量和整条皮带严重撕裂所造成的事故，避免损失扩大。地面监控管理后台可在线查看实时高质量显示输送带的运行状况并实现大容量数据的储存；支持多路切换模式、历史录像回放等；具有显示器显示图像功能，局域网内用户可以在计算机上浏览访问视频图像，用户权限采用集中管理模式统一管理设置参数、权限等。摄像仪与皮带运输机搭接点之间距离为1.5-2.5米，远距离非接触测量，大大提高了测量仪器的使用寿命。

以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。