[发明专利]铲车斗齿脱落智能监测与报警装置及方法

权利要求书

1.一种铲车斗齿脱落智能监测与报警装置，其特征在于：本装置包括：

图像采集模块，包括激光测距仪和工业摄像机，设置在防水防震的盒体中，盒体固定在铲车大臂上，使得铲斗位于工业摄像机的可视范围内以及激光测距仪的测距范围内；

控制模块，用于控制激光测距仪的采样频率，当激光测距仪采集到与铲斗距离在预设范围内时，控制工业摄像机采集铲斗图像；

图像处理模块，用于基于深度学习算法，识别铲斗图像中的斗齿完整性和斗齿数量，判断是否有斗齿脱落或断裂；

报警装置，用于在判断有斗齿脱落或断裂时发出报警信号。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的控制模块和图像处理模块内置在工业平板电脑中，工业平板电脑设置在铲车驾驶室中。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的工业平板电脑与所述的图像采集模块通过电缆有线连接，电缆内置在铲车大臂中。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的盒体上设有清洗装置，清洗装置设置在激光测距仪和工业摄像机的前端，清洗装置由所述的控制模块控制定期或不定期对激光测距仪和工业摄像机的采集面清洗。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的图像处理模块中，斗齿数量根据铲斗实际斗齿个数确定，当识别出的斗齿数量小于铲斗实际斗齿个数，则判断有斗齿脱落；将当天测量铲齿长度与上一天最后一次识别斗齿长度的比值定义为斗齿完整度，当斗齿完整度小于或等于预设的比值时，判断有斗齿断裂。

6.根据权利要求2所述的装置，其特征在于：所述的工业平板电脑采用Labview软件开发所述的控制模块和图像处理模块。

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述的激光测距仪的采样频率为每秒5次。

8.权利要求1所述的铲车斗齿脱落智能监测与报警装置的控制方法，其特征在于：本控制方法包括以下步骤：

S1、参数设置：

根据铲车单次铲装循环时间t_d设置激光测距仪测量频率和测量间隔时间t_s，依据铲车在卸载矿石时铲斗斗齿位置与图像采集装置安装位置的距离L_z设置激发工业摄像机采集图片的距离为L_z；

S2、图像采集：

当铲斗工作时，当斗齿与激光测距仪之间的距离小于L_z，激发摄像机对铲斗和斗齿进行图像采集；

S3、斗齿状态判断：

基于深度学习算法，识别铲斗图像中的斗齿完整性和斗齿数量，判断是否有斗齿脱落或断裂；

S4、报警：

在判断有斗齿脱落或断裂时发出报警信号。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：所述的S3具体按以下方式判断：

斗齿数量根据铲斗实际斗齿个数确定，当识别出的斗齿数量小于铲斗实际斗齿个数，则判断有斗齿脱落；将当天测量铲齿长度与上一天最后一次识别斗齿长度的比值定义为斗齿完整度，当斗齿完整度小于或等于预设的比值时，判断有斗齿断裂。

10.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于：本控制方法还包括：定期利用盒体上的清洗装置对工业摄像机和激光测距仪的采集面进行清洗。