[发明专利]一种基于图像识别确认提升系统载重的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于图像识别确认提升系统载重的方法，适用于复杂提升系统的载重识别。

背景技术

在煤矿生产中，矿井提升设备是联系矿井下与地面的“咽喉”设备，故在矿井生产中占有特别重要的地位。它的主要用途是沿井筒提升煤炭、矸石，升降人员和设备等。其中钢丝绳在提升系统中担负着重要作用。对于摩擦或缠绕式卷筒而言，被提升的物体是通过卷筒上的钢丝绳来实现上下运动的。由于在提升的过程中，需要保证其安全运行，因此提升容器的载重需在设定的范围内，如果载重无法预先测量，会出现超重的现象，从而造成钢丝绳受力过大甚至造成断绳事故，严重影响了提升的安全。因此对提升钢丝绳的运行状态进行监测，准确的识别载重以避免严重的提升事故发生，具有十分重要的意义。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种基于图像识别确认提升系统载重的方法，方法实施简单、操作方便、适应性强，是一种突破了传统的载重识别认知的方法。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种基于图像识别确认提升系统载重的方法，所述提升系统包括卷筒、天轮、钢丝绳和提升容器，钢丝绳一端卷绕在卷筒上，另一端绕过天轮后与提升容器连接；工业相机设置在卷筒和天轮之间部分的钢丝绳的一侧，工业相机对钢丝绳进行固定采样频率的拍照，图像数据实时传输给工控机，工控机通过包括图像阈值处理在内的方法提取钢丝绳的横向运动特征，得到钢丝绳的横向运动数据，并对横向运动数据进行小波变换时频分析，得到钢丝绳的横向振动频率，通过提升容器装载前后钢丝绳的横向振动频率差与载重的关联模型对提升容器的载重进行识别。

具体的，所述提升容器装载前后钢丝绳的横向振动频率差与载重的关联模型为：

其中，ω₁和ω₂为提升容器装载前后钢丝绳的横向振动频率，L_c为卷筒和天轮之间部分的钢丝绳长度，ρ为钢丝绳密度，g为重力加速度。

有益效果：本发明提供的基于图像识别确认提升系统载重的方法，突破传统识别载重的认知，而采用图像识别技术进行载重识别，方法简单、操作方便、适应性强，同时避免了因提升容器超载而引发的断绳等事故，并实现了实时和非接触的监测。

附图说明

图1为实施本发明方法的系统安装示意图；

图中包括：1-卷筒，2-工业相机，3-工控机，4-钢丝绳，5-天轮，6-提升容器，7-装载物块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

由于钢丝绳的载重影响着钢丝绳的横向运动，并且钢丝绳的横向运动状态与钢丝绳的横向振动频率有关，因此提取钢丝绳的横向振动频率就可以间接推算出钢丝绳的载重。基于这样的考虑，采用什么样的方法提取出钢丝绳的横向振动频率显得极为重要；我们突破传统思维，而采用图像处理的方法破解钢丝绳的横向振动频率。

传统设计的提升系统包括卷筒1、天轮5、钢丝绳4和提升容器6，钢丝绳4一端卷绕在卷筒1上，另一端绕过天轮5后与提升容器6连接。为了适应本发明的实时，我们同时正对卷筒1和天轮5之间部分的钢丝绳4布置了工业相机2(靠近卷筒1一侧)，通过工业相机2对卷筒1和天轮5之间部分的钢丝绳4进行固定采样频率的拍照，图像数据实时传输给工控机3，通过工控机对图像数据中的钢丝绳4进行特征提取和时频分析，通过小波变换时频分析得到钢丝绳5的横向振动频率；通过钢丝绳5的横向振动频率和系统参数对提升容器6的载重进行识别。

记提升容器6载重前后的横向振动频率分别为ω₁和ω₂，卷筒1和天轮5之间部分的钢丝绳4长度为L_c，钢丝绳4密度为ρ，重力加速度为g，识别提升容器6载重前后的质量差为基于该模型可以识别出提升容器6的载重。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。