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煤炭車輛自動(dòng)計(jì)重定位系統(tǒng)的圖像邊緣檢測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
作者:俞新芳來(lái)源:原創(chuàng)日期:2014-01-17人氣:1018
1、引言
隨著國(guó)家數(shù)字礦山的不斷發(fā)展,目前多數(shù)煤炭企業(yè)都實(shí)現(xiàn)煤炭計(jì)重信息化、數(shù)字化。眾所周知,在計(jì)重過(guò)程中,煤炭車輛能否處于合理范圍計(jì)重,對(duì)自動(dòng)計(jì)重結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響。但是目前煤炭計(jì)重過(guò)程中,依然普遍存在著依靠人工肉眼主觀判斷和識(shí)別煤炭車輛是否停放在合理的計(jì)重范圍,這不僅影響到煤炭計(jì)重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,更重要的是存在著計(jì)重作弊的漏洞,影響到計(jì)重監(jiān)管的可靠性。因此,煤炭車輛計(jì)重自動(dòng)定位是目前煤礦企業(yè)數(shù)字化建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前,煤礦企業(yè)解決車輛計(jì)重自動(dòng)定位問(wèn)題主要是利用紅外對(duì)射器進(jìn)行車輛自動(dòng)定位識(shí)別。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)原理簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)和掌握;但是硬件設(shè)備投資大、占用空間多,施工比較復(fù)雜。本文提出應(yīng)用虛擬檢測(cè)線設(shè)置方法,通過(guò)過(guò)磅壓線檢測(cè)圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)判別煤炭車輛是否處于計(jì)重的合理位置,建立了相應(yīng)的煤炭車輛計(jì)重自動(dòng)定位模型。其基本原理是:流動(dòng)螞蟻線算法設(shè)置車輛虛擬檢測(cè)線,采用Canny算子對(duì)車輛進(jìn)行圖像識(shí)別,采用差分法提取車輛邊緣輪廓;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)灰度直方圖拉伸和濾波對(duì)車輪邊緣定位;最后,采用了一種基于數(shù)學(xué)平面幾何的判定規(guī)則,自動(dòng)判斷車輛是否處在車輛虛擬檢測(cè)線的合理范圍內(nèi)。
2、過(guò)磅車輛圖像預(yù)處理i
待處理的車輛圖像往往來(lái)自于地磅煤臺(tái)端點(diǎn)處的CCD攝像頭,但地磅煤臺(tái)大多距離礦山采掘現(xiàn)場(chǎng)較近,且運(yùn)輸貨物為煤炭,所處環(huán)境灰塵多、光線差、振動(dòng)大,因此所采集獲得的車輛圖像質(zhì)量較差,需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理的方法很多,本系統(tǒng)采用灰度直方圖均衡法。一些圖像由于其灰度分布集中在較窄的區(qū)間,對(duì)比度很弱,圖像細(xì)節(jié)看不清楚,采用圖像灰度直方圖均衡處理后,使得圖像灰度分布趨向均勻,圖像所占的像素灰度間距拉開(kāi),加大了圖像的反差,增強(qiáng)圖像的對(duì)比度;此外,灰度直方圖均衡法能夠有效去除因?yàn)楣庹諒?qiáng)弱等原因造成的攝像不清、對(duì)比度不夠等現(xiàn)象,有效地增強(qiáng)圖像的視覺(jué)顯示效果。車輛圖像預(yù)處理效果如圖1所示。
3、地磅平臺(tái)檢測(cè)線設(shè)置
檢測(cè)線的設(shè)置對(duì)于后面圖像識(shí)別判斷具有重要作用,具體做法如下:
3.1檢測(cè)線設(shè)置
根據(jù)需要在圖像上用鼠標(biāo)移動(dòng),程序在后臺(tái)記錄鼠標(biāo)所經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)的坐標(biāo),點(diǎn)擊保存按鈕將螞蟻線首尾坐標(biāo)保存到INI配置文件中以備處理調(diào)用。
3.2流動(dòng)螞蟻線設(shè)置
調(diào)用回調(diào)函數(shù),在程序中設(shè)置定時(shí)器,每隔一定時(shí)間觸發(fā)一次定時(shí)器,在定時(shí)器的觸發(fā)事件中添加畫(huà)線的代碼。
隨著國(guó)家數(shù)字礦山的不斷發(fā)展,目前多數(shù)煤炭企業(yè)都實(shí)現(xiàn)煤炭計(jì)重信息化、數(shù)字化。眾所周知,在計(jì)重過(guò)程中,煤炭車輛能否處于合理范圍計(jì)重,對(duì)自動(dòng)計(jì)重結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響。但是目前煤炭計(jì)重過(guò)程中,依然普遍存在著依靠人工肉眼主觀判斷和識(shí)別煤炭車輛是否停放在合理的計(jì)重范圍,這不僅影響到煤炭計(jì)重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性,更重要的是存在著計(jì)重作弊的漏洞,影響到計(jì)重監(jiān)管的可靠性。因此,煤炭車輛計(jì)重自動(dòng)定位是目前煤礦企業(yè)數(shù)字化建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前,煤礦企業(yè)解決車輛計(jì)重自動(dòng)定位問(wèn)題主要是利用紅外對(duì)射器進(jìn)行車輛自動(dòng)定位識(shí)別。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)原理簡(jiǎn)單,易于實(shí)現(xiàn)和掌握;但是硬件設(shè)備投資大、占用空間多,施工比較復(fù)雜。本文提出應(yīng)用虛擬檢測(cè)線設(shè)置方法,通過(guò)過(guò)磅壓線檢測(cè)圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)判別煤炭車輛是否處于計(jì)重的合理位置,建立了相應(yīng)的煤炭車輛計(jì)重自動(dòng)定位模型。其基本原理是:流動(dòng)螞蟻線算法設(shè)置車輛虛擬檢測(cè)線,采用Canny算子對(duì)車輛進(jìn)行圖像識(shí)別,采用差分法提取車輛邊緣輪廓;在此基礎(chǔ)上,通過(guò)灰度直方圖拉伸和濾波對(duì)車輪邊緣定位;最后,采用了一種基于數(shù)學(xué)平面幾何的判定規(guī)則,自動(dòng)判斷車輛是否處在車輛虛擬檢測(cè)線的合理范圍內(nèi)。
2、過(guò)磅車輛圖像預(yù)處理i
待處理的車輛圖像往往來(lái)自于地磅煤臺(tái)端點(diǎn)處的CCD攝像頭,但地磅煤臺(tái)大多距離礦山采掘現(xiàn)場(chǎng)較近,且運(yùn)輸貨物為煤炭,所處環(huán)境灰塵多、光線差、振動(dòng)大,因此所采集獲得的車輛圖像質(zhì)量較差,需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理的方法很多,本系統(tǒng)采用灰度直方圖均衡法。一些圖像由于其灰度分布集中在較窄的區(qū)間,對(duì)比度很弱,圖像細(xì)節(jié)看不清楚,采用圖像灰度直方圖均衡處理后,使得圖像灰度分布趨向均勻,圖像所占的像素灰度間距拉開(kāi),加大了圖像的反差,增強(qiáng)圖像的對(duì)比度;此外,灰度直方圖均衡法能夠有效去除因?yàn)楣庹諒?qiáng)弱等原因造成的攝像不清、對(duì)比度不夠等現(xiàn)象,有效地增強(qiáng)圖像的視覺(jué)顯示效果。車輛圖像預(yù)處理效果如圖1所示。
3、地磅平臺(tái)檢測(cè)線設(shè)置
檢測(cè)線的設(shè)置對(duì)于后面圖像識(shí)別判斷具有重要作用,具體做法如下:
3.1檢測(cè)線設(shè)置
根據(jù)需要在圖像上用鼠標(biāo)移動(dòng),程序在后臺(tái)記錄鼠標(biāo)所經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)的坐標(biāo),點(diǎn)擊保存按鈕將螞蟻線首尾坐標(biāo)保存到INI配置文件中以備處理調(diào)用。
3.2流動(dòng)螞蟻線設(shè)置
調(diào)用回調(diào)函數(shù),在程序中設(shè)置定時(shí)器,每隔一定時(shí)間觸發(fā)一次定時(shí)器,在定時(shí)器的觸發(fā)事件中添加畫(huà)線的代碼。
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