煤炭视频图像称重系统及方法与流程

1.本发明属于煤炭称重领域，尤其涉及一种煤炭视频图像称重系统及方法。


背景技术：

2.本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
3.煤炭称重对于估计煤炭产出量具有重要意义。现有的煤炭称重均在传输机构上设置称重传感器，但是这种方式的缺点为：设备体积大，安装不方便，由于称重传感器属于压电器件，随着称重传感器响应时间的增加，其精度将会越来越低，而且出现故障时不能在正常运输情况下更换。


技术实现要素：

4.为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种煤炭视频图像称重系统及方法，其利用视频图像对煤炭进行称重，保障了煤炭称重的精度，且能够在故障时及时更换。
5.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.本发明的第一个方面提供一种煤炭视频图像称重系统，其包括：
7.光照装置，其用于为称重煤炭提供光照环境；
8.深度图像采集装置，其设置在煤流上方，用于采集包含煤流及传输带的深度图像；
9.图像处理装置，其用于：
10.对所述包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别，以区分煤炭和传输带，将所述包含煤流及传输带的深度图像分割成煤流深度图像和传输带深度图像；
11.基于煤流深度图像和传输带深度图像的变形条纹相位分布，得到煤流高度；
12.基于煤流高度及煤流底面，再结合煤的密度及煤流速度，得到单位时间内煤炭的质量。
13.本发明的第二个方面提供了一种煤炭视频图像称重方法，其包括：
14.获取包含煤流及传输带的深度图像；
15.对所述包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别，以区分煤炭和传输带，将所述包含煤流及传输带的深度图像分割成煤流深度图像和传输带深度图像；
16.基于煤流深度图像和传输带深度图像的变形条纹相位分布，得到煤流高度；
17.基于煤流高度及煤流底面，再结合煤的密度及煤流速度，得到单位时间内煤炭的质量。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
19.本发明通过处理包含煤流及传输带的深度图像，区分煤炭和传输带及求取煤流高度，最后根据煤流高度、煤流底面、煤的密度及煤流速度，能够准确得到单位时间内煤炭的质量，这样煤炭测量的准确不会受到煤炭运输时间的影响，保障了煤炭测量的精度，而且当
煤炭视频图像称重系统中任一装置出现故障时，能够及时进行更换，设备配置简单，安装方便，安装与拆卸均不影响运输系统正常工作。
20.本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
21.构成本发明的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
22.图1是本发明实施例的一种煤炭视频图像称重系统结构示意图；
23.图2是本发明实施例的一种煤炭视频图像称重方法流程图。
具体实施方式
24.下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
25.应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本发明提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
26.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
27.实施例一
28.参照图1，本实施例提供了一种煤炭视频图像称重系统，其具体包括光照装置1、深度图像采集装置2和图像处理装置3。
29.在具体实施中，光照装置1用于为称重煤炭提供光照环境。
30.其中，光照装置1可采用照明灯等其他光照设备来实现，其数量以及功率照度可根据实际情况对光照的需求来具体设置。
31.在具体实施中，深度图像采集装置2，其设置在煤流上方，用于采集包含煤流及传输带的深度图像。
32.例如：深度图像采集装置2可采用深度相机来实现。
33.在具体实施中，图像处理装置3，其用于：
34.对所述包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别，以区分煤炭4和传输带，将所述包含煤流及传输带的深度图像分割成煤流深度图像和传输带深度图像；
35.基于煤流深度图像和传输带深度图像的变形条纹相位分布，得到煤流高度；
36.基于煤流高度及煤流底面，再结合煤的密度及煤流速度，得到单位时间内煤炭的质量。
37.其中，所述图像处理装置3得到煤流高度的过程为：
38.将煤流深度图像和传输带深度图像对应调制成因镜面轮廓变化而产生的变形条纹图像，求取变形条纹的相位分布，找出相位分布与镜面面形之间的关系，进而恢复出煤流和传输带镜面三维形貌；
39.基于煤流和传输带镜面三维形貌，分别得到煤流和传输带镜面表面的三维数据，再根据煤流和传输带的同一基准面，得到煤流高度。
40.在一些实施例中，所述图像处理装置3用于根据投射的光源与反射到深度图像采集装置的光线不同，对包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别。
41.在具体实施中，所述图像处理装置对包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别的过程为：
42.将所述包含煤流及传输带的深度图像增强并进行二值化处理；
43.根据256级灰度矩阵对比识别煤流与传输带，同时应用零填充的方式将皮带图像像素值设为0，对二值化后的图像进行边缘提取，获得煤流及传输带形状的边界。
44.这样利用光源发射率不同，利用灰度来实现不同物体的识别，避免了传输带受到煤炭颜色的影响，而最终影响称重的准确度。
45.本实施例通过处理包含煤流及传输带的深度图像，区分煤炭和传输带及求取煤流高度，最后根据煤流高度、煤流底面、煤的密度及煤流速度，能够准确得到单位时间内煤炭的质量，这样煤炭测量的准确不会受到煤炭运输时间的影响，保障了煤炭测量的精度，而且当煤炭视频图像称重系统中任一装置出现故障时，能够及时进行更换，设备配置简单，安装方便，安装与拆卸均不影响运输系统正常工作。
46.在一个或多个实施例中，所述图像处理装置还通过通信中继站与云服务端相互通信。这样能够利用云服务器端实现图像处理装置与其他移动通信设备之间的远程通信，使得煤炭视频图像称重系统能够远程监控。
47.在其他实施例中，所述图像处理装置还与显示装置相连。这样能利用显示装置进行图像处理装置中的信息展示。
48.需要说明的是，显示装置可为显示屏等具有显示功能的设备，本领域技术人员可根据实际情况来具体设置。
49.实施例二
50.如图2所示，一种煤炭视频图像称重方法，其具体包括如下步骤：
51.s101：获取包含煤流及传输带的深度图像；
52.s102：对所述包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别，以区分煤炭和传输带，将所述包含煤流及传输带的深度图像分割成煤流深度图像和传输带深度图像；
53.根据投射的光源与反射到深度图像采集装置的光线不同，对包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别。
54.在具体实施中，对包含煤流及传输带的深度图像进行灰度识别的过程为：
55.将所述包含煤流及传输带的深度图像增强并进行二值化处理；
56.根据256级灰度矩阵对比识别煤流与传输带，同时应用零填充的方式将皮带图像像素值设为0，对二值化后的图像进行边缘提取，获得煤流及传输带形状的边界。
57.s103：基于煤流深度图像和传输带深度图像的变形条纹相位分布，得到煤流高度；
58.其中，得到煤流高度的过程为：
59.将煤流深度图像和传输带深度图像对应调制成因镜面轮廓变化而产生的变形条纹图像，求取变形条纹的相位分布，找出相位分布与镜面面形之间的关系，进而恢复出煤流和传输带镜面三维形貌；
60.基于煤流和传输带镜面三维形貌，分别得到煤流和传输带镜面表面的三维数据，再根据煤流和传输带的同一基准面，得到煤流高度。
61.s104：基于煤流高度及煤流底面，再结合煤的密度及煤流速度，得到单位时间内煤炭的质量。
62.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用硬件实施例、软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器和光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
63.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
64.本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(read-only memory，rom)或随机存储记忆体(random access memory，ram)等。
65.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。