專利名稱：一種基于機(jī)器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態(tài)料位的檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種料倉極限位置的料位檢測裝置，尤其是采用工業(yè)數(shù)字相機(jī)進(jìn) 行圖像拍攝、采用圖像處理的方式進(jìn)行固體散料料倉料位識別與檢測。本實(shí)用新型具體涉 及基于圖像處理的煤礦井下煤倉極限位置煤位的動態(tài)檢測系統(tǒng)裝置。
背景技術(shù)：
煤礦井下煤倉料位檢測是煤礦安全生產(chǎn)的重要措施。多年來人們采用各種方法對 煤倉料位進(jìn)行檢測。常用的檢測方法有重錘式、電極式、電容式、機(jī)桿式、稱重式、回轉(zhuǎn)翼 輪式、雷達(dá)式、超聲波式、激光式、核子式等。其中重錘式、電極式、電容式、機(jī)桿式、稱重式和 回轉(zhuǎn)翼輪式屬于接觸式測量方法，其余的為非接觸式測量方法?？梢赃M(jìn)行極限位置測量的 方法有重錘式、電極式、核子式和激光式?？蛇M(jìn)行料位連續(xù)測量的方法有雷達(dá)式、超聲波 式、機(jī)桿式、稱重式、核子式、激光式等。采用圖像處理的方式進(jìn)行深度測量應(yīng)用廣泛。目前采用的多是采用數(shù)字相機(jī)自動 對焦，直接拍攝圖像，然后經(jīng)過圖像處理進(jìn)行深度，高度測量。見專利公開號為CN1378086 的發(fā)明專利，然而，對于煤礦井下煤倉這種特殊的料倉環(huán)境，圖像拍攝環(huán)境特別惡劣，存在 以下特點(diǎn)1煤礦井下煤倉中粉塵濃度大、濕度大，照度低。2料倉中照度波動頻繁，煤礦井下大型設(shè)備很多，電網(wǎng)擾動大，造成照度波動。因此，由于特殊的圖像環(huán)境，采用普通的圖像處理方式進(jìn)行深度測量的方法不能 得到滿足圖像處理要求的適合的圖像，難以實(shí)現(xiàn)長期可靠、準(zhǔn)確的檢測。專利公開號為CN101270981的發(fā)明專利是一種基于機(jī)器視覺的料位測量方法與 裝置，提出了針對煤礦井下料倉的料位檢測方法，然而這種方法可靠性難以保證，也只能作 為靜態(tài)的連續(xù)測量，不能作為極限位置料位的動態(tài)測量，難以實(shí)際應(yīng)用。由于煤礦井下煤倉倉的圖像環(huán)境特殊，采用目前已有的方式，存在以下問題1數(shù)字相機(jī)難以自動對焦、拍得可靠的圖像；2根據(jù)此類圖像進(jìn)行料位測量的方法可靠度、精度低；3不能解決極限位置料位的動態(tài)測量問題。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種基于機(jī)器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態(tài)料位的檢測裝置，其特征在于 裝置包括一個數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)、一個輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2)、一個光纖設(shè)備(3)、一個 地面的監(jiān)控終端(4)，其中數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)包括一個帶有USB接口的工業(yè)數(shù)字相機(jī)及 鏡頭(5)、一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)、一個帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝 置(8)、一個具有防爆功能的設(shè)備外殼(9)；數(shù)字相機(jī)與地面的監(jiān)控終端提供USB接口，通過USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)接，數(shù)據(jù)信號采用光纖從檢測系統(tǒng)裝置連接至地面的監(jiān)控終端， 實(shí)現(xiàn)地面集控室的遠(yuǎn)程監(jiān)控。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括具有防爆功能的設(shè)備外殼(9)固定在 煤倉頂部，數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)和USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)安裝于設(shè)備外殼(9)內(nèi)；帶有透 明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝置(8)固定在設(shè)備外殼(9)下部。
所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括設(shè)備外殼(9)采用圓筒形，上下截面 帶有法蘭連接螺孔，均安裝底板，上下底板采用帶有膠墊密封的螺栓連接與圓筒形的外殼 主體，其中上底板螺栓直接固定在煤倉頂部，上下底板均帶有走線孔用于設(shè)備電纜走線，走 線孔應(yīng)在電纜鋪設(shè)完成后使用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料進(jìn)行密封處理以隔斷空 氣。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)采用螺栓連接安 裝于下底板上，鏡頭向下完成拍攝。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)采用 半圓球形殼體，材料選用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料，采用帶有膠墊密封的螺栓連 接至下底板，其中采用一組螺栓對裝置設(shè)備外殼(9)的下部、下底板、密封罩進(jìn)行連接。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括密封罩的除塵裝置(8)為半圓形刷， 形狀與密封罩(7)的外殼吻合并緊貼其上，除塵裝置(8)的動力機(jī)構(gòu)采用本安防爆電機(jī)，安 裝于上下底板密封的設(shè)備外殼(9)內(nèi)部，轉(zhuǎn)動軸安裝于密封罩(7)內(nèi)。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)采用USB延 長器USB-444 ；延長器由近端延長器和遠(yuǎn)端延長器二部分組成；用USB線連接近端延長器和 電腦主機(jī)，連接工業(yè)數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)到遠(yuǎn)端延長器，用單膜光纖連接近端延長器和遠(yuǎn) 端延長器。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括光纖設(shè)備(3)采用單模網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)光纖 10GBASE-E0S1。所述的檢測裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2)采用一組射燈 (10)，射燈選用本安防爆射燈，其中一個鄰近數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)設(shè)置，其余呈等分角度 設(shè)置于煤倉倉壁圓周上，光源采用單色光源，選擇波長較長的紅光光源。裝置煤倉布置如圖1所示。數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)(1)應(yīng)安裝在料倉的頂部，避開料倉下料口及相關(guān)下料口的設(shè)施、 以免被阻擋拍攝角度。數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)(1)應(yīng)包含一個數(shù)字相機(jī)(5)，一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè) 備(6)，一個帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)，一個密封罩的除塵裝置(8)，一個具有防爆功 能的設(shè)備外殼(9)，設(shè)備外殼(9)具有兩層結(jié)構(gòu)。其中具有隔爆功能的設(shè)備外殼(9)固定在 煤倉頂部，數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)、USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)安裝于設(shè)備外殼(9)內(nèi)；帶有透明 拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝置(8)固定在設(shè)備外殼(9)下部。裝置結(jié)構(gòu)及安裝如圖 2所示。數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)的參數(shù)根據(jù)料倉尺寸選擇，數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)帶有USB總 線接口，數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)采用螺栓連接安裝于下底板上，鏡頭向下完成拍攝。具有防爆功能的設(shè)備外殼(9)采用圓筒形，上下截面帶有法蘭連接螺孔，均安裝底板，上下底板采用帶有膠墊密封的螺栓連接與圓筒形的外殼主體，其中上底板螺栓直接 固定在煤倉頂部，上下底板均帶有走線孔用于設(shè)備電纜走線，走線孔應(yīng)在電纜鋪設(shè)完成后 使用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料進(jìn)行密封處理以隔斷空氣；一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè) 備(6)安裝于上下底板密封的圓筒空間內(nèi)；數(shù)字相機(jī)(5)采用螺栓連接安裝于下底板上，帶 有透明拍攝窗口的密封罩(7)采用半圓球形殼體，材料選用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆 材料，采用帶有膠墊密封的螺栓連接與下底板，(一組螺栓對裝置設(shè)備外殼(9)的下部、下 底板、密封罩進(jìn)行連接)。密封罩的除塵裝置⑶為半圓形刷，形狀與密封罩(7)的外殼吻合并緊貼其上。半 圓形刷以半圓的直徑為軸，往復(fù)動作，動作一次成180度，恰好每次動作能夠?qū)⒚芊庹?7) 表面清潔一次，除塵裝置(8)的動力機(jī)構(gòu)采用本安防爆電機(jī)。安裝于上下底板密封的圓筒 空間內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸安裝于密封罩(7)內(nèi)。數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)應(yīng)滿足煤礦井下防爆要求。輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2):輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2)采用一組射燈(10)，射燈選用本安防爆射燈，其中一個鄰 近數(shù)字相機(jī)(5)設(shè)置，其余呈等分角度設(shè)置于煤倉倉壁圓周上。光源采用單色光源，選擇波 長較長的紅光光源。根據(jù)煤倉的實(shí)際尺寸及環(huán)境選擇射燈數(shù)量，輔助照明布置如圖3所示， 此時為射燈數(shù)量N = 8的情形，煤倉的尺寸大及粉塵較大時選用較多的射燈數(shù)量。輔助照明系統(tǒng)主要針對煤礦井下煤倉這一類圖像環(huán)境特別惡劣的料倉的圖像特 點(diǎn)設(shè)計(jì)，料倉圖像成像有兩個主要難點(diǎn)，一是受安全生產(chǎn)條件約束，料倉環(huán)境存在粉塵濃度 大、濕度大的特點(diǎn)，造成照度衰減很快，且泛光不足；二是出于安全考慮，照明功率應(yīng)盡量 低。采用多角度照明設(shè)計(jì)，能有效克服以上困難。一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)選用USB延長器USB-444。USB-444帶有四個USB端口，為滿足煤礦井下10千米的傳輸距離，選用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)光 纖(單模)10GBASE-E0S1，可延長距離為10千米。USB延長器產(chǎn)品由二部分組成近端延長 器(LEX) (11)和遠(yuǎn)端延長器(REX) (12)。用常規(guī)的USB線連接LEX和電腦主機(jī)，然后連接一 個或者多個USB設(shè)備到REX。用單膜/多膜光纖連接LEX和REX。USB-444延長器要求近端 和遠(yuǎn)端都有電源(14)。USB-444支持USB2.0設(shè)備。通過光纖通信，將數(shù)字相機(jī)的USB接口直接連接至地面遠(yuǎn)程終端，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制 與監(jiān)控，根據(jù)拍攝方法的不同，在地面終端分別對圖像進(jìn)行存儲、處理，得到料位值與相關(guān) 的系統(tǒng)運(yùn)行可靠性情況。其中USB-444位于井下(REX部分)部分安裝見上文。USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)連接圖如圖4所示。光纖設(shè)備(3)所選用光纖應(yīng)滿足煤礦井下安全防爆標(biāo)準(zhǔn)。地面的控制終端PC設(shè)備(4)采用通用的工業(yè)控制計(jì)算機(jī)。由于煤礦井下煤倉倉的圖像環(huán)境特殊，采用目前已有的方式，存在以下問題1數(shù)字相機(jī)難以自動對焦、拍得可靠的圖像；2根據(jù)此類圖像進(jìn)行料位測量的方法可靠度、精度低；[0044]3不能解決極限位置料位的動態(tài)測量問題。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的圖像處理方法是將系統(tǒng)運(yùn)行分為檢測狀 態(tài)、監(jiān)測狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài)三種工作狀態(tài)；設(shè)料倉高度為h，料倉下部料位極限位置為hi ；系統(tǒng) 開始工作后，首先將相機(jī)鏡頭焦距設(shè)定到物距對應(yīng)hi處，系統(tǒng)進(jìn)入檢測狀態(tài)，在檢測狀態(tài) 下，連續(xù)拍攝一組η幅圖像，計(jì)算預(yù)處理后圖像的圖像熵值V (i)，并計(jì)算得到圖像熵比對 值打，當(dāng)T1<=Z時(Ζ為預(yù)先取得的圖像熵上限值)，返回檢測狀態(tài)的初始狀態(tài)，進(jìn)行下一 組η幅圖像的比對操作，當(dāng)Tl > Z時，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)；監(jiān)測狀態(tài)下，連續(xù)拍攝一組m幅 圖像，計(jì)算預(yù)處理后圖像的圖像熵值Z’(j)，并計(jì)算得到圖像熵比對值T2，當(dāng)T2 <= Z時， 則返回檢測狀態(tài)，當(dāng)T2 > Z時，則對于拍攝的一組m幅圖像采用料位邊沿檢測算法得到料 位邊沿，并計(jì)算得到料位值Y(i)與料位比對值Li，當(dāng)Ll >=hl時，返回監(jiān)測狀態(tài)的初始 狀態(tài)，當(dāng)Ll < hi時，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)；報(bào)警狀態(tài)下，連續(xù)拍攝一組k幅圖像，對于拍攝的 一組k幅圖像采用料位邊沿檢測算法得到料位邊沿，并計(jì)算得到料位值Y (j)與料位比對值 L2，當(dāng)L2 <= hl+h2時(h2為料位極限位置限位回差值)，繼續(xù)報(bào)警，然后返回報(bào)警狀態(tài)的 初始狀態(tài)，當(dāng)L2 > hl+h2時，解除報(bào)警狀態(tài)，返回監(jiān)測狀態(tài)。圖像處理流程圖如圖5所示。采用本實(shí)用新型的技術(shù)方案可以很好的滿足圖像處理方法的需要，具有以下技術(shù) 效果1數(shù)字相機(jī)能夠拍得可靠的圖像；2檢測裝置所采用的圖像處理方法通過三態(tài)轉(zhuǎn)換的方式有效地提高了檢測的可
靠性；3解決了極限位置料位的動態(tài)測量問題。

[0050]圖1裝置煤倉布置圖[0051]圖2裝置結(jié)構(gòu)及安裝圖[0052]圖3輔助照明布置圖[0053]圖4轉(zhuǎn)換器連接圖[0054]圖5圖像處理流程圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型裝置結(jié)合實(shí)施例參見附圖進(jìn)一步說明如下如圖一所示，本實(shí)用新型裝置包含一個工業(yè)數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)、一個輔助照明 系統(tǒng)設(shè)備(2)、一個光纖設(shè)備(3)、一個地面的控制終端PC設(shè)備(4)。數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1) 通過USB總線轉(zhuǎn)接至光纖設(shè)備(3)連接至地面的控制終端PC設(shè)備(4)，實(shí)現(xiàn)地面集控室的 遠(yuǎn)程控制與監(jiān)控。本實(shí)用新型裝置安裝在料倉的頂部，避開料倉下料口及相關(guān)下料口的設(shè) 施、以免被阻擋拍攝角度。本實(shí)用新型裝置的封裝結(jié)構(gòu)與安裝、連接方法如圖2所示，具有隔爆功能的裝置 設(shè)備外殼(9)采用圓筒形，上下截面帶有法蘭連接螺孔，均安裝底板，上下底板采用帶有膠 墊密封的螺栓連接與圓筒形的外殼主體，其中上底板螺栓直接固定在煤倉頂部，上下底板 均帶有走線孔用于設(shè)備電纜走線，走線孔應(yīng)在電纜鋪設(shè)完成后使用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料進(jìn)行密封處理以隔斷空氣；一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)安裝于上下底板密封 的圓筒空間內(nèi)；數(shù)字相機(jī)(5)采用螺栓連接安裝于下底板上，帶有透明拍攝窗口的密封罩 (7)采用半圓球形殼體，材料選用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料，采用帶有膠墊密封的 螺栓連接與下底板，(一組螺栓對裝置設(shè)備外殼(9)的下部、下底板、密封罩進(jìn)行連接)。密封罩的除塵裝置⑶為半圓形刷，形狀與密封罩(7)的外殼吻合并緊貼其上。半 圓形刷以半圓的直徑為軸，往復(fù)動作，動作一次成180度，恰好每次動作能夠?qū)⒚芊庹?7) 表面清潔一次，除塵裝置(8)的動力機(jī)構(gòu)采用本安防爆電機(jī)。安裝于上下底板密封的圓筒 空間內(nèi)，轉(zhuǎn)動軸安裝于密封罩(7)內(nèi)。如圖3所示，輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2)采用一組8個射燈(10)，射燈選用本安防爆射 燈，其中一個鄰近數(shù)字相機(jī)(5)設(shè)置，其余呈等分角度設(shè)置于煤倉倉壁圓周上。光源采用單 色光源，選擇波長較長的紅光光源。如圖4所示是本實(shí)用新型裝置的轉(zhuǎn)換器連接結(jié)構(gòu)，數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)與終端PC均采用 USB接口，中間用USB-444轉(zhuǎn)接光纖，為滿足煤礦井下10千米的傳輸距離，選用網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)光 纖(單模)10GBASE-E0S1，可使傳輸距離達(dá)到10千米。本實(shí)用新型裝置的將拍攝的數(shù)字圖像傳輸至地面終端PC，由地面終端PC進(jìn)行處 理，圖像處理及監(jiān)控流程如圖5所示圖像處理及監(jiān)控分為檢測狀態(tài)、監(jiān)測狀態(tài)、報(bào)警狀態(tài) 三種運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)啟動運(yùn)行后，首先進(jìn)入檢測狀態(tài)，在檢測狀態(tài)下，執(zhí)行201，連續(xù)拍攝 一組η幅圖像，計(jì)算預(yù)處理后圖像的圖像熵值Z’(i)，并計(jì)算得到圖像熵比對值Tl，Tl = [Ζ，(1)+Z，(2)+· · · +Ζ，(η) ]/η，η取整數(shù)值，然后執(zhí)行202，當(dāng)Tl < = Z時(Z為預(yù)先取得的圖 像熵上限值，Z的獲得方法首先將相機(jī)鏡頭焦距設(shè)定到物距對應(yīng)36m處，將料位調(diào)整到8m 處，拍攝一組t幅圖像，圖像經(jīng)預(yù)處理后分別計(jì)算每幅圖像的圖像熵，記作Z1，Z2，. . . Zt，計(jì) 算圖像熵上限值Z = (Z1+Z2+. . . +Zt)/t)，返回檢測狀態(tài)的初始狀態(tài)，執(zhí)行201，當(dāng)Tl > Z 時，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)測狀態(tài)。監(jiān)測狀態(tài)下，執(zhí)行203，連續(xù)拍攝一組m幅圖像，計(jì)算預(yù)處理后圖像的圖像熵值 V (j)，并計(jì)算得到圖像熵比對值Τ2，Τ2 = [Ζ，(1)+Ζ，(2)+...+Ζ，(m)]/m，m取整數(shù)值，然 后執(zhí)行204，當(dāng)T2 < = Z時，則返回201，當(dāng)T2 > Z時，則執(zhí)行205，連續(xù)拍攝一組m幅圖像， 對于拍攝的一組m幅圖像采用料位邊沿檢測算法得到料位邊沿，并計(jì)算得到料位值Y(i)與 料位比對值Li，(得到料位值Y(i)與料位比對值Ll的計(jì)算方法對于連續(xù)拍攝的圖像，經(jīng) 圖像預(yù)處理后，進(jìn)行PCNN邊沿檢測，得到料位邊沿，將料位邊沿與料位刻度圖像比對，得到 一組 m 個料位值，記為 Y(i)，i = l，2，...m，計(jì)算 Ll = [Y (1)+Y (2)+. . .+Y (m) ]/m，m 取整數(shù) 值)，然后執(zhí)行206，當(dāng)Ll >= hi時，返回203，當(dāng)Ll < hi時，系統(tǒng)進(jìn)入報(bào)警狀態(tài)。報(bào)警狀態(tài)下，執(zhí)行208，連續(xù)拍攝一組k幅圖像，對于拍攝的一組k幅圖像采用料 位邊沿檢測算法得到料位邊沿，并計(jì)算得到料位值Y (j)與料位比對值L2，(計(jì)算得到料位 值Y(j)與料位比對值L2的計(jì)算方法對于連續(xù)拍攝的圖像，經(jīng)圖像預(yù)處理后，進(jìn)行PCNN邊 沿檢測，得到料位邊沿，將料位邊沿與料位刻度圖像對比，得到一組k個料位值，記為Y(j)， j = 1,2, ...k，計(jì)算 L2 = [Y(l)+Y(2)+...+Y(k)]/k，k 取整數(shù)值)，然后執(zhí)行 209，當(dāng) L2 < hl+h2時(h2為料位極限位置限位回差值，選取h2等于0. 25m)，執(zhí)行210，然后返回208， 當(dāng)L2 >= hl+h2時，執(zhí)行207，返回203。
權(quán)利要求1.一種基于機(jī)器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態(tài)料位的檢測裝置，其特征在于裝 置包括一個數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)、一個輔助照明系統(tǒng)設(shè)備O)、一個光纖設(shè)備(3)、一個地 面的監(jiān)控終端G)，其中數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)包括一個帶有USB接口的工業(yè)數(shù)字相機(jī)及 鏡頭(5)、一個USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)、一個帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝 置(8)、一個具有防爆功能的設(shè)備外殼(9)；數(shù)字相機(jī)與地面的監(jiān)控終端提供USB接口，通過 USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備進(jìn)行轉(zhuǎn)接，數(shù)據(jù)信號采用光纖從檢測系統(tǒng)裝置連接至地面的監(jiān)控終端， 實(shí)現(xiàn)地面集控室的遠(yuǎn)程監(jiān)控。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于具有防爆功能的設(shè)備外殼(9)固定 在煤倉頂部，數(shù)字相機(jī)及鏡頭(5)和USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)安裝于設(shè)備外殼(9)內(nèi)；帶有 透明拍攝窗口的密封罩(7)及其除塵裝置(8)固定在設(shè)備外殼(9)下部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于設(shè)備外殼(9)采用圓筒形，上下截面 帶有法蘭連接螺孔，均安裝底板，上下底板采用帶有膠墊密封的螺栓連接與圓筒形的外殼 主體，其中上底板螺栓直接固定在煤倉頂部，上下底板均帶有走線孔用于設(shè)備電纜走線，走 線孔應(yīng)在電纜鋪設(shè)完成后使用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料進(jìn)行密封處理以隔斷空 氣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于數(shù)字相機(jī)及鏡頭( 采用螺栓連接 安裝于下底板上，鏡頭向下完成拍攝。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于帶有透明拍攝窗口的密封罩(7)采 用半圓球形殼體，材料選用符合煤礦井下防爆標(biāo)準(zhǔn)的防爆材料，采用帶有膠墊密封的螺栓 連接致下底板，其中采用一組螺栓對裝置設(shè)備外殼(9)的下部、下底板、密封罩進(jìn)行連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的檢測裝置，其特征在于密封罩的除塵裝置(8)為半圓形刷， 形狀與密封罩(7)的外殼吻合并緊貼其上，除塵裝置(8)的動力機(jī)構(gòu)采用本安防爆電機(jī)，安 裝于上下底板密封的設(shè)備外殼(9)內(nèi)部，轉(zhuǎn)動軸安裝于密封罩(7)內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于USB與光纖轉(zhuǎn)換設(shè)備(6)采用USB延 長器USB-444 ；延長器由近端延長器和遠(yuǎn)端延長器二部分組成；用USB線連接近端延長器和 電腦主機(jī)，連接工業(yè)數(shù)字相機(jī)及鏡頭( 到遠(yuǎn)端延長器，用單膜光纖連接近端延長器和遠(yuǎn) 端延長器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于光纖設(shè)備C3)采用單模網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)光 纖 10GBASE-E0S1。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的檢測裝置，其特征在于輔助照明系統(tǒng)設(shè)備(2)采用一組射 燈(10)，射燈選用本安防爆射燈，其中一個鄰近數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備(1)設(shè)置，其余呈等分角 度設(shè)置于煤倉倉壁圓周上，光源采用單色光源，選擇波長較長的紅光光源。
專利摘要本實(shí)用新型是一種基于機(jī)器視覺的煤礦井下煤倉極限位置動態(tài)料位的檢測裝置。裝置包括數(shù)字相機(jī)系統(tǒng)設(shè)備、輔助照明系統(tǒng)設(shè)備、光纖設(shè)備、地面的監(jiān)控終端設(shè)備。本實(shí)用新型用于解決目前難于解決的煤礦井下煤倉料位極限位置動態(tài)料位檢測問題，通過拍攝料倉圖像，對圖像進(jìn)行實(shí)時處理，完成對于動態(tài)料位的實(shí)時監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)料位的超限報(bào)警。本實(shí)用新型具有實(shí)時性好，可靠性高的特點(diǎn)，特別適用于煤礦井下煤倉等對于料倉極限位置料位有安全性強(qiáng)制要求的場合。
文檔編號H04N5/225GK201876290SQ20102056671
公開日2011年6月22日 申請日期2010年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月19日
發(fā)明者孫繼平, 趙春鵬 申請人:中國礦業(yè)大學(xué)(北京)