申请/专利权人：山东济矿鲁能煤电股份有限公司阳城煤矿

申请日：2023-12-22

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN117455908B

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T7/13;G06T7/136;G06T7/62

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2024.02.13#实质审查的生效;2024.01.26#公开

摘要：本发明涉及边缘检测技术领域，具体涉及一种皮带机跑偏视觉检测方法及系统，本发明首先获取盾构机内部的皮带机监测灰度图像，通过分析每个像素点邻域内的灰度值，得到皮带区域特征系数；并根据皮带区域特征系数的分布趋势，得到梯度抑制特征值；通过梯度抑制特征值对边缘检测的非极大值抑制过程进行改进，得到更加准确的皮带机监测边缘图像，使得在得到的皮带机监测边缘图像中检测到的直线准确度更高，也即使得根据皮带机监测边缘图像中的像素点分布的直线拟合情况进行盾构机内部的皮带机跑偏视觉检测的效果更好。

主权项：1.一种皮带机跑偏视觉检测方法，其特征在于，所述方法包括：获取盾构机内部的皮带机监测灰度图像；在所述皮带机监测灰度图像中，根据每个像素点邻域内的灰度值分布情况，得到每个像素点的皮带区域特征系数；根据皮带机监测灰度图像中各个像素点的皮带区域特征系数分布趋势，得到每个像素点的梯度抑制特征值；根据每个像素点的局部梯度分布情况，结合梯度抑制特征值进行边缘检测，得到皮带机监测边缘图像；根据所述皮带机监测边缘图像中的像素点分布的直线拟合情况，进行盾构机内部的皮带机跑偏视觉检测；所述皮带区域特征系数的获取方法包括：对所述皮带机监测灰度图像进行OTSU阈值分割，得到皮带机监测二值图像；在每个像素点预设第一邻域窗口内，根据背景像素点的数量的正相关映射值，得到每个像素点的第一背景参考系数，所述背景像素点为皮带机监测二值图像中的背景区域的像素点；根据每个像素点预设邻域窗口内的背景连通域的面积，得到每个像素点的第二背景参考系数；根据所述第一背景参考系数和所述第二背景参考系数，得到每个像素点的皮带区域特征系数，所述第一背景参考系数和所述第二背景参考系数均与所述皮带区域特征系数呈正相关关系；所述梯度抑制特征值的获取方法包括：将皮带区域特征系数等于预设皮带边缘阈值的像素点，作为疑似皮带边缘像素点；获取皮带机监测灰度图像中每行的像素点以从左到右的顺序排列得到的行像素点序列；在每个行像素点序列中，以每个像素点的索引值为横坐标，以每个像素点的皮带区域特征系数为纵坐标，得到每个像素点的参考坐标点；根据每个行像素点序列中所有像素点的参考坐标点进行曲线拟合，得到每个行像素点序列的皮带区域特征曲线；将皮带区域特征曲线上每个像素点对应的切线斜率，作为每个像素点的参考斜率；对于任意一个疑似皮带边缘像素点：将疑似皮带边缘像素点所处的行像素点序列中，将疑似皮带边缘像素点之前相距最近且皮带区域特征系数为最大值的像素点，作为疑似皮带边缘像素点的左相邻皮带像素点；将疑似皮带边缘像素点之后相距最近且皮带区域特征系数为最大值的像素点，作为疑似皮带边缘像素点的右相邻皮带像素点；在疑似皮带边缘像素点对应的皮带区域特征曲线上，当疑似皮带边缘像素点与对应的左相邻皮带像素点之间的所有像素点的参考斜率均小于等于0，或疑似皮带边缘像素点与对应的右相邻皮带像素点之间的所有像素点的参考斜率均大于等于0时，将疑似皮带边缘像素点作为优化皮带边缘像素点，否则不作为优化皮带边缘像素点；将皮带机监测灰度图像中所有优化皮带边缘像素点的梯度抑制特征值设置为预设第一数值；将优化皮带边缘像素点之外的其他像素点的梯度抑制特征值设置为预设第二数值；所述预设第一数值大于所述预设第二数值，且所述预设第一数值和所述预设第二数值均大于等于0；所述皮带机监测边缘图像的获取方法包括：在对所述皮带机监测灰度图像进行canny边缘检测时的非极大值抑制过程中，通过线性差值方法得到每个像素点的预设第二邻域窗口内对应的第一亚像素的初始梯度幅值和第二亚像素的初始梯度幅值；所述第一亚像素和所述第二亚像素为非极大值抑制过程中与对应的像素点进行梯度幅值对比的像素；将每个像素点的预设第二邻域窗口内的像素点，作为每个像素点的邻域像素点；将所述第一亚像素与所述第二亚像素之间的连线对应的方向，作为每个像素点的参考梯度方向；将过每个像素点且与对应的参考梯度方向垂直的直线，作为每个像素点的参考直线；在距离参考直线最近的邻域像素点中，将距离第一亚像素最近的邻域像素点作为第一亚像素对应的参考像素点，将距离第二亚像素最近的邻域像素点作为第二亚像素对应的参考像素点；根据每个像素点的梯度抑制特征值，结合每个像素点与每个参考像素点之间的灰度差异，对第一亚像素的初始梯度幅值和第二亚像素的初始梯度幅值进行改进，得到每个像素点对应的第一亚像素的优化梯度幅值和第二亚像素的优化梯度幅值；将梯度幅值大于对应的第一亚像素优化梯度幅值且大于对应的第二亚像素优化梯度幅值的像素点，作为保留边缘像素点；根据保留边缘像素点继续进行canny边缘检测，得到皮带机监测边缘图像。

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