[发明专利]一种基于X光图像的钢丝绳芯输送带接头抽动检测方法

权利要求书

1.一种基于X光图像的钢丝绳芯输送带接头抽动检测方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤1：将T1时刻采集到的含有完整接头的钢丝绳芯输送带X光图像，即T1时刻的原始图像作为基准图像；

步骤2：对原始图像分别进行横向均值滤波和全局均值滤波，以全局均值滤波后的图像为参考图像，对横向均值滤波后的图像进行动态阈值处理，得到图像A；

步骤3：对图像A进行形态学闭操作，孔洞填充、开操作，得到图像B；

步骤4：对图像B进行连通分量提取，并根据面积特征从各连通分量中筛选出接头分层区域，对各分层区域求并集，得到图像C；

步骤5：分别对图像A与图像C进行连通分量提取，并对两图像中的连通分量求交集，得到图像D；

步骤6：利用最小外接矩形算子获取图像D中各接头分层区域的最小外接矩形，并取得每个矩形的方向值，即矩形上下两边的斜率，得到图像E；

步骤7：利用每个最小外接矩形的方向值，即斜率，与此矩形区域中纵坐标最大、最小时相对应的坐标点，计算得到每个接头分层区域的下、上接头拟合直线；

步骤8：对原始图像进行全局均值滤波，以均值滤波后的图像为参考图像，对原始图像进行动态阈值处理，并对阈值处理后的图像进行开操作，得到图像F；

步骤9：对图像F进行形态学腐蚀以及开操作，得到图像G；

步骤10：分别对图像E中每一个最小外接矩形与图像G进行交集运算，并对求交后图像进行连通分量提取，再根据面积特征从各连通分量中筛选出接头空档区域，得到图像H；

步骤11：对步骤10得到的每一层接头空档区域，提取接头空档区域的重心，计算各重心到对应上下接头拟合直线的距离，进一步计算每一层接头的各上下接头点状态值，直至最后一个最小外接矩形运算完成；

其中，各层接头空档区域重心提取的方法如下：

S11：设定钢丝绳方向为Y轴方向，输送带运行的方向为Y轴正方向，垂直于钢丝绳的方向为X轴方向；首先计算出各个最小外接矩形的重心坐标(x,y)，根据各重心坐标的y值大小进行接头分层排序；

S12：将排好序的最小外接矩形逐个与图像E和图像G求交后的图像求交集，得到各行接头空档集合E_i，i＝1,2,…,m，m为矩形个数；

S13：计算每个集合中各接头空档的重心坐标(x,y)，按照重心坐标的x值大小将各坐标进行升序排序并保存；

每一层接头的各上下接头点状态值的计算方法如下：

S21：从第一个外接矩形开始，计算每个接头空档区域重心到上拟合直线的距离，各距离记为J_i，i＝1,2,…,n，其中n为接头空档区域重心个数；计算距离的均值，表示为：

S22：计算接头空档区域重心到上拟合直线的距离J_i与均值L_up的差值P_i＝J_i-L_up，i＝1,2,…,n；

S23：计算每个接头空档区域重心到下拟合直线的距离，各距离记为K_i，i＝1,2,…,n，其中n为接头空档区域重心个数；计算距离的均值，表示为：

S24：计算接头空档区域重心到下拟合直线距离K_i与均值L_down的差值Q_i＝K_i-L_down，i＝1,2,…,n；

S25：根据步骤S21到S24的方法分别计算出五个外接矩形各对应的P_i与Q_i；

S26：剔除第一个外接矩形的P_i与第五个外接矩形的Q_i；将第一个外接矩形的Q_i作为第一层接头的各上接头点的状态值，第二个外接矩形的P_i作为第一层接头的各下接头点的状态值；将第二个外接矩形的Q_i作为第二层接头的各上接头点的状态值，第三个外接矩形的P_i作为第二层接头的各下接头点的状态值；将第三个外接矩形的Q_i作为第三层接头的各上接头点的状态值，第四个外接矩形的P_i作为第三层接头的各下接头点的状态值；将第四个外接矩形的Q_i作为第四层接头的各上接头点的状态值，第五个外接矩形的P_i作为第四层接头的各下接头点的状态值；

步骤12：对T2时刻采集到的含有完整接头的钢丝绳芯输送带X光图像，即T2时刻的原始图像作为待检图像，根据步骤2-11处理得到待检图像的每一层接头的各上下接头点状态值；

步骤13：对待检图像与基准图像经过步骤2-11处理后，分别得到待检图像与基准图像的每一层接头的各上下接头点状态值，计算所述待检图像与基准图像中相对应的每一接头点的状态值的差值，该差值作为接头点抽动距离；

步骤14：计算基准图像接头点状态值的均值，将此均值的t倍数作为阈值，判断待检图像每一接头点抽动距离值是否大于此阈值，若大于此阈值，则判定该接头点发生了抽动故障。