專利名稱：一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型為一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，屬于機(jī)器視覺、立 體測(cè)量和自動(dòng)化領(lǐng)域，用于快速正確獲得煤倉(cāng)料位的深度信息。
背景技術(shù)：
煤倉(cāng)料位的檢測(cè)是煤礦安全生產(chǎn)的重要措施，隨著煤源源不斷地送入煤倉(cāng)，煤面 離煤倉(cāng)頂部的距離越來越小，如不及時(shí)停止加煤，就有可能溢出，造成煤堆積，從而引發(fā)膠 帶輸送機(jī)頭積煤埋壓和膠帶機(jī)重載啟動(dòng)現(xiàn)象，進(jìn)而引發(fā)一系列重大事故；如果煤下降到規(guī) 定的最低料位后，如果不及時(shí)停止卸煤，一方面其下口結(jié)構(gòu)受沖擊而破壞，另一方面可能造 成下部工作人員傷亡事故。同時(shí)，還可能由于貯倉(cāng)上下口風(fēng)流負(fù)壓而造成的漏風(fēng)和煤塵粉 塵的飛揚(yáng)，造成粉塵濃度急劇增加，可能造成爆炸，釀成煤礦事故。因此，煤倉(cāng)煤位的檢測(cè)非 常重要，通過實(shí)時(shí)檢測(cè)煤倉(cāng)的煤位，掌握煤倉(cāng)儲(chǔ)煤量情況，便于控制各部膠帶機(jī)的送煤量， 杜絕了煤倉(cāng)堆煤事故的發(fā)生，消除隱患，實(shí)現(xiàn)安全運(yùn)輸生產(chǎn)。目前常用的煤倉(cāng)料位檢測(cè)方法有重錘式、電極式、電容式、機(jī)桿式、稱重式、回轉(zhuǎn) 翼輪式、雷達(dá)式、超聲波式、激光式、核子式等。其中重錘式、電極式、電容式、機(jī)桿式、稱重式 和回轉(zhuǎn)翼輪式屬于接觸式測(cè)量方法，其余的為非接觸式測(cè)量方法。最常用的有基于射頻電 容技術(shù)、基于超聲波技術(shù)和基于雷達(dá)技術(shù)的三種測(cè)量方法，基于射頻電容技術(shù)測(cè)量方法將 一個(gè)無線電頻率發(fā)送到探頭上，通過連續(xù)的分析電容量的變化來實(shí)現(xiàn)測(cè)量；基于超聲波技 術(shù)的測(cè)量方法利用超聲波發(fā)送和接受的時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)測(cè)量；基于雷達(dá)技術(shù)的測(cè)量方法利用 電磁波的發(fā)射波與反射波時(shí)間差來實(shí)現(xiàn)測(cè)量。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710038493. 8，
公開日2008. 9. 24，公開了一種基于機(jī)器視覺 的非接觸式連續(xù)測(cè)量小顆粒狀物質(zhì)料位的高可信度方法及其裝置，裝置由特殊點(diǎn)光源、圖 像采集機(jī)、機(jī)器視覺模塊等組成，圖像采集機(jī)采集由點(diǎn)光源發(fā)射出的光束在物料表面形成 的高亮度光圓圖像，通過機(jī)器視覺模塊采用驗(yàn)證型光圓檢測(cè)算法進(jìn)行分析和處理，計(jì)算出 光圓的直徑或面積大小，進(jìn)而獲得物料值，從而實(shí)現(xiàn)物料測(cè)量。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?1107328. 4，
公開日2002. 11. 6，公開了一種數(shù)字視頻料位計(jì)，由 視頻輸入器、圖像采集卡、微處理器和顯示屏等相互連接而成，把視頻輸入器對(duì)準(zhǔn)被測(cè)物 料，視頻輸入器又連接到圖像采集卡的視頻輸入端，微處理器控制圖像采集卡按用戶設(shè)定 的采樣周期采集料位圖像、并對(duì)圖像進(jìn)行處理，將分析的料位坐標(biāo)值與標(biāo)定的刻度計(jì)比較 計(jì)算出料位真實(shí)值，同時(shí)將料位圖像、料位真實(shí)值以及該值的變化趨勢(shì)顯示在顯示屏上。目前存在的煤倉(cāng)料位測(cè)量方法有多種，這些方法和設(shè)備有著以下問題。1)接觸性測(cè)量方法由于探頭接觸物料，易粘住物料和損壞，而且大部分方法測(cè)量 距離也比較小，重錘式料位傳感器多是機(jī)械式的，包括顯示部分整個(gè)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，工作可靠 性差，易出故障。2)非接觸式的測(cè)量方法，一旦測(cè)量頭污染，測(cè)量精度大幅度下降，且該類方法一般 要求煤面形狀規(guī)則，內(nèi)表面光滑，且測(cè)量盲區(qū)較大，測(cè)量精度不穩(wěn)定，另外波傳播時(shí)，倉(cāng)內(nèi)濕度也影響測(cè)量精度，且很多方法對(duì)煤倉(cāng)的直徑與深度比有一定的要求。3)基于光圓圖像的測(cè)距方法，由于成像存在太多盲點(diǎn)和圖像的多解析性，特別煤 的成分，顆粒度等差別，可能在缺失光斑或缺少光斑的大部分信息，因而測(cè)量誤差大，魯棒 性低；4)主動(dòng)性差；由于煤倉(cāng)的高深度，無光、煤的顆粒程度差別很大，無明顯一致的特 征，主動(dòng)性差。5)不易部署，在井下煤倉(cāng)的有限位置部署，基于PC的視覺系統(tǒng)，比較困難，且很難 實(shí)現(xiàn)煤礦安全生產(chǎn)的特性。為了提高煤倉(cāng)料位測(cè)量的主動(dòng)性，高精度，實(shí)時(shí)獲得煤倉(cāng)中煤的深度信息，且成本 低廉。本實(shí)用新型提供了一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置和方法。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提出一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，它利用 激光器對(duì)提供主動(dòng)光源，解決了高深煤倉(cāng)煤質(zhì)特征復(fù)雜的問題，用單個(gè)相機(jī)檢測(cè)光斑點(diǎn)的 間距，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)料位測(cè)量的目的，用較低的成本實(shí)現(xiàn)了較高的測(cè)量精度和高實(shí)時(shí)性。本實(shí)用新型所述的目的由以下提出的基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置 得以實(shí)現(xiàn)。所述的裝置包括成像部分、處理部分、照明光源部分和隔爆部分。成像部分包括 CXD相機(jī)和一組或多組激光器對(duì)。所述的激光器對(duì)根據(jù)煤倉(cāng)的深度產(chǎn)生兩束成一定夾角的 激光束。所述的CCD相機(jī)用于獲取激光束在煤倉(cāng)中煤面上形成的兩點(diǎn)光斑圖像。當(dāng)用一 組激光器對(duì)時(shí)，裝置還包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)。相機(jī)、直線電機(jī)和激光器對(duì)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相 連，受其轉(zhuǎn)導(dǎo)可以做圓周旋轉(zhuǎn)。激光器對(duì)與直線電機(jī)相連，受其引導(dǎo)可以做圓弧運(yùn)動(dòng)，以保 證在煤面上形成兩個(gè)大小相差不大的光斑。當(dāng)用多組激光對(duì)時(shí)，相機(jī)和多組激光器，照明光 源部分通過固定架與隔爆部分相連，每次接通一組激光器對(duì)，依次接通直至在煤面上形成 兩個(gè)大小相差不大的光斑。照明光源部分由紅外LED陣列組成。隔爆部分包括隔外殼和高 透光視窗。本實(shí)用新型利用激光對(duì)產(chǎn)生兩個(gè)成一定夾角的激光束，在煤面上產(chǎn)生兩個(gè)光斑， 用CXD相機(jī)采集光斑圖像，處理器計(jì)算兩個(gè)光斑的距離并結(jié)合一組激光對(duì)的夾角實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng) 料位測(cè)量的目的。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，精度高，魯棒性好，且解決 了光斑丟失問題。
以下結(jié)合附圖對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，從這些描述中實(shí)用新型的上述目的和 優(yōu)點(diǎn)將變得更加清楚。其中

圖1是本實(shí)用新型多組激光器對(duì)一種實(shí)施例料位測(cè)量裝置的平面圖；圖2是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)一種實(shí)施例料位測(cè)量裝置的平面圖；圖3是本實(shí)用新型激光對(duì)中每個(gè)激光器的蜂窩布置結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實(shí)用新型激光和單目視覺煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置的方框圖；圖5是本實(shí)用新型激光和單目視覺煤倉(cāng)料位測(cè)量原理示意圖圖6、圖7和圖8表示本實(shí)用新型煤倉(cāng)料位測(cè)量時(shí)所得圖像的示意圖；[0023]圖9是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖；圖10是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體右視圖；圖11是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖半剖面圖；圖12是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖局部剖面圖；圖13是本實(shí)用新型用多組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置主視圖剖面圖；圖14是本實(shí)用新型用多組激光器對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置仰視圖剖面圖；具體實(shí)施方法下面將結(jié)合附圖中所列的實(shí)例對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)，說明，其中 使用相似的附圖標(biāo)記來表示類似部件。圖1是本實(shí)用新型多組激光器對(duì)一種實(shí)施例料位測(cè)量裝置的平面圖；如圖1所示， 本實(shí)用新型煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置包括多組激光器對(duì)100，一個(gè)電荷耦合器件(CCD)相機(jī)6、光 源5、防爆外殼8和外殼視窗10;所述的多組激光器對(duì)的每個(gè)激光器成圓周均勻或非均勻布 置，多組激光對(duì)100的每一組激光器對(duì)中的兩個(gè)激光器(比如激光器3和激光器4)對(duì)稱 布置，并產(chǎn)生固定夾角的激光束。所述的CXD相機(jī)6通過拍攝兩束激光在煤面上形成的兩 個(gè)光斑的像而得到一副圖像。所述的多組激光器對(duì)每次接通一組激光器對(duì)，依次接通，直到 所述的CXD相機(jī)獲得兩個(gè)光斑的像。所述的光源5是由LED陣列組成，根據(jù)煤倉(cāng)的深度點(diǎn) 亮LED陣列中LED的數(shù)量，為獲取好的圖像提供合適的照明。所述的防爆外殼7是為了滿 足煤礦井下防爆要求而設(shè)計(jì)，其中的鑲嵌的視窗10是高透光的。圖2是本實(shí)用新型用一組激光器對(duì)時(shí)一種實(shí)施例料位測(cè)量裝置的平面圖。如圖2 所示，本實(shí)用新型的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置包括一組激光器對(duì)激光器3和激光器4、一個(gè)電荷 耦合器件(CXD)相機(jī)6、光源5、電機(jī)7、直線電機(jī)11、防爆外殼8和外殼視窗10。上述的激 光器3和激光器4對(duì)稱布置，并產(chǎn)生固定夾角的激光束。所述的CCD相機(jī)6通過拍攝兩束激 光在煤面上形成的兩個(gè)光斑的像而得到一副圖像。所述的光源5是由LED陣列組成，根據(jù) 煤倉(cāng)的深度點(diǎn)亮LED陣列中LED的數(shù)量，為獲取好的圖像提供合適的照明。所述的電機(jī)7， 通過旋轉(zhuǎn)來改變激光束的方向，確保在煤面上形成兩個(gè)形狀和大小類似的光斑。旋轉(zhuǎn)時(shí)帶 動(dòng)激光器固定架61、激光器固定架62、CCD相機(jī)，直線電機(jī)單元同時(shí)旋轉(zhuǎn)，且一組激光器對(duì)， CCD相機(jī)，直線電機(jī)單元相對(duì)位置不變。所述的直線電機(jī)11，做直線運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)支撐桿63和 支撐桿64開合，支撐桿63帶動(dòng)激光器固定桿61，支撐桿64帶動(dòng)激光器固定桿62，實(shí)現(xiàn)兩 激光束夾角的變化。所述的防爆外殼7是為了滿足煤礦井下防爆要求而設(shè)計(jì)，其中的鑲嵌 的視窗10是高透光的。圖3是本實(shí)用新型激光器對(duì)中每個(gè)激光器的蜂窩布置結(jié)構(gòu)示意圖；如圖3所示，本 實(shí)用新型的激光器3和激光器4是相同的，每個(gè)激光器包括激光器外殼32、蜂窩固定架31 和激光頭30。上述的激光器外殼32用來固定在旋轉(zhuǎn)支架上。所述的蜂窩固定架31用來固 定激光頭30。激光器3和激光器4都是由多個(gè)激光頭30組成，根據(jù)煤倉(cāng)的深度確定接通激 光頭30的數(shù)量，以確保光斑大小提供合適的信息。圖4是本實(shí)用新型一種激光和單目視覺煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置的方框圖。如圖4所 示，所述的處理單元進(jìn)一步包括控制單元41、存儲(chǔ)單元45、采集單元44、圖像處理和深度計(jì) 算單元42和外部通訊單元43?？刂茊卧?1控制上述的激光器3和激光器4發(fā)射激光束， 通過控制接通光源5中的LED陣列中LED的數(shù)量實(shí)現(xiàn)光源亮度的控制，且控制電機(jī)7旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)激光光束的方向的改變。采集單元44控制所述的CCD相機(jī)6獲取由激光束在煤 面上形成的兩個(gè)光斑點(diǎn)的圖像。所述的CCD相機(jī)6和采集單元44獲得的圖像數(shù)據(jù)被存儲(chǔ) 在存儲(chǔ)單元45中，并被用于圖像處理和深度計(jì)算單元42計(jì)算光斑的數(shù)量大小和煤倉(cāng)料位 深度。外部通訊單元43負(fù)責(zé)與煤倉(cāng)的裝煤設(shè)備和卸煤設(shè)備進(jìn)行通訊。 圖5是本實(shí)用新型激光和單目視覺煤倉(cāng)料位測(cè)量原理示意圖。如圖5所示，所述的 測(cè)量裝置301產(chǎn)生兩束激光束所成夾角為，兩束激光束煤面302上形成兩個(gè)光斑光斑303 和光斑304，由CXD相機(jī)所獲取圖像中的兩點(diǎn)光斑圖像，通過處理器單元的計(jì)算得到兩光斑 的中心O1和02，O1表示光斑304的中心，O2表示光斑303的中心，0表示兩光束的夾角，0， O1A2三點(diǎn)組成一個(gè)等腰三角形，根據(jù)O1,02之間的距離B和兩光束的夾角θ可以求得煤倉(cāng) 料位的深度d，其計(jì)算公式如下圖6、圖7和圖8表示本實(shí)用新型煤倉(cāng)料位測(cè)量時(shí)所得圖像的示意。圖6中，利用CXD相機(jī)6得到在一束激光束完全投射到煤塊之間的縫隙中的情況 下的圖像，根據(jù)本實(shí)用新型無法測(cè)量煤倉(cāng)料位深度，需要利用上述的電機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7旋轉(zhuǎn) 一定的角度，從而改變兩激光束的方向，再進(jìn)行CCD相機(jī)6獲取圖像。圖7中，利用CCD相機(jī)6得到在一束激光束部分投射到煤塊之間的縫隙中的情況 下的圖像，根據(jù)本實(shí)用新型測(cè)量煤倉(cāng)料位深度可能造成誤差，為了獲取較高測(cè)量精度，需要 利用上述的電機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7旋轉(zhuǎn)一定的角度，從而改變兩激光束的方向，再進(jìn)行CCD相機(jī)6 獲取圖像。圖8中，利用CCD相機(jī)6得到在兩束激光束投射煤面上時(shí)圖像，根據(jù)本實(shí)用新型就 不需要電機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)7進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，利用CCD采集的圖像進(jìn)行兩個(gè)斑點(diǎn)中心的求取，進(jìn)而計(jì)算 煤倉(cāng)料位的深度。圖9是本實(shí)用新型用一組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖；如圖9所示，相機(jī) 基板14和光源基板16與隔爆外殼8螺釘連接；光源5與光源基板16螺釘連接；旋轉(zhuǎn)電機(jī) 7和電機(jī)固定板15通過螺釘固定在相機(jī)基板14上；激光固定架11和激光固定架12與相 機(jī)固定架13通過銷釘19連接。圖10是本實(shí)用新型用一組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體右視圖；如圖10所示， CCD相機(jī)6與相機(jī)固定架13螺釘連接；直線電機(jī)17與相機(jī)固定架13螺釘連接；圖11是本實(shí)用新型用一組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖半剖面圖；如圖 11所示，激光支撐桿23和激光支撐桿24和直線電機(jī)17螺釘連接；激光支撐桿23和激光 固定架12螺釘33連接；激光支撐桿24與激光固定架11螺釘25連接。圖12是本實(shí)用新型用一組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置裝配體主視圖局部剖面圖；如 圖12所示，激光器3和激光固定架11過盈配合；激光器4和激光固定架12過盈配合；相機(jī) 固定架13與轉(zhuǎn)軸36通過螺栓連接；旋轉(zhuǎn)電機(jī)軸37和轉(zhuǎn)軸36通過鍵連接；軸承套34通過 螺釘固定在相機(jī)基板14上；軸承35與軸承套34過盈配合。圖13是本實(shí)用新型用多組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置主視圖剖面圖；如圖13所示，激 光固定臺(tái)65和光源固定臺(tái)66與隔爆外殼8焊接；多組激光對(duì)100外殼與激光固定臺(tái)65螺釘連接；相機(jī)6與相機(jī)固定架69螺釘連接；相機(jī)固定架69與隔爆外殼8螺釘連接；多組激 光對(duì)緊密配合固定在多組激光對(duì)100外殼內(nèi)；每組激光對(duì)中的兩激光器(如激光器3和激 光器4)按一定夾角對(duì)稱布置；光源固定架68與光源固定臺(tái)66螺釘連接；光源5與光源固 定架68螺釘連接。圖14是本實(shí)用新型用多組激光對(duì)時(shí)料位測(cè)量裝置仰視圖剖面圖；如圖14所示，多 組激光對(duì)100由多個(gè)激光器組成，且沿圓周均勻或非均勻布置；每組激光對(duì)的兩激光器(如 激光器3和激光器4)對(duì)稱布置；光源5有多個(gè)LED78組成。如上所述，本實(shí)用新型提供一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量方法和裝 置。其原理是利用激光作為主動(dòng)光源，產(chǎn)生成固定夾角的激光束，在煤面上形成兩個(gè)光斑， 通過C⑶相機(jī)獲取兩個(gè)光斑圖像，通過求取兩光斑的中心距離來實(shí)現(xiàn)煤倉(cāng)料位的測(cè)量。于 是，本實(shí)用新型利用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且結(jié)構(gòu)低廉的激光發(fā)射器和CCD相機(jī)，使該煤倉(cāng)料位測(cè)量裝 置在使用起來既方便又經(jīng)濟(jì)。另外，本實(shí)用新型優(yōu)點(diǎn)在于，由于本實(shí)用新型基于激光和單目 視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置在測(cè)量煤倉(cāng)料位時(shí)步驟簡(jiǎn)單，所以降低了整個(gè)煤倉(cāng)料位測(cè)量系統(tǒng) 的負(fù)荷，而使得測(cè)量時(shí)間縮短，進(jìn)而滿足煤倉(cāng)料位測(cè)量的實(shí)時(shí)性。再有，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn) 在于，由于利用激光作為主動(dòng)光源，在煤面上形成激光光斑，有效解決了煤倉(cāng)料位特征的復(fù) 雜性，使得整個(gè)系統(tǒng)的魯棒性好，且由于激光束的方向可變有效地解決了光斑丟失問題。由 于激光作為主動(dòng)光源在煤面上形成光斑點(diǎn)，對(duì)視覺系統(tǒng)的照明要求大幅度降低，從而解決 了深煤倉(cāng)照明最大難題。盡管已描述了本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，但對(duì)于熟悉本領(lǐng)域的人而言是清楚的， 對(duì)這些實(shí)施例做多種改型而不致使脫離本實(shí)用新型的原理和精髓；所附個(gè)權(quán)利要求及其等 效用語(yǔ)限定本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，包括成像部分、處理部分、照明光源部分和隔爆部分；成像部分包括CCD相機(jī)和一組或多組激光器對(duì)；當(dāng)用一組激光器對(duì)時(shí)，裝置還包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)、直線電機(jī)、兩個(gè)激光固定桿和兩個(gè)支撐桿，相機(jī)、直線電機(jī)和激光器對(duì)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連，受其轉(zhuǎn)導(dǎo)可以做圓周旋轉(zhuǎn)，激光器對(duì)與直線電機(jī)相連，受其引導(dǎo)可以做圓弧運(yùn)動(dòng)；當(dāng)用多組激光對(duì)時(shí)，相機(jī)和多組激光器對(duì)，照明光源部分通過固定架與隔爆部分相連，處理器部分為一塊嵌入式處理器，與裝置各部分相連，照明光源部分由紅外LED陣列組成，隔爆部分包括隔外殼和高透光視窗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的激光對(duì)中每一個(gè)激 光器是由多個(gè)激光發(fā)射器組成，多個(gè)激光發(fā)射器成蜂窩狀布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的每組激光對(duì)按照兩 激光束的初始夾角對(duì)稱布置，初始夾角由煤倉(cāng)的深度和直徑確定，且每組激光對(duì)中激光器 位于一條直線上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的多組激光器對(duì)中激 光器沿圓周均勻布置和非均勻布置；所述的多組激光器對(duì)的每組激光器對(duì)分別與嵌入式處 理器相連，嵌入式處理每次驅(qū)動(dòng)一組激光器對(duì)，依次驅(qū)動(dòng)直至在煤面上形成兩個(gè)大小合適 的光斑。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)和嵌入式 處理器相連，嵌入式處理器驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)；所述的旋轉(zhuǎn)電機(jī)與一組激光器對(duì)，CCD相 機(jī)，直線電機(jī)相連，受旋轉(zhuǎn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)引導(dǎo)激光器對(duì)可以沿圓周運(yùn)動(dòng)，用來確保在煤面上形成 兩個(gè)大小合適的光斑，而且一組激光對(duì)，CCD相機(jī)，直線電機(jī)單元相對(duì)位置不變。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的直線電機(jī)單元與兩 個(gè)支撐桿相連，兩個(gè)支撐桿與兩個(gè)激光固定桿相連，兩個(gè)激光桿與激光器對(duì)相連。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的嵌入式處理器與CXD 相機(jī)相連，接收來自CCD相機(jī)得圖像數(shù)據(jù)并進(jìn)行處理。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的防爆單元是包含視 窗的防爆外殼，且視窗是高透光的。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所示的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，其特征在于所述的照明光源部分由LED 陣列組成，LED陣列分為多組，每組分別與嵌入式處理器相連，嵌入處理器根據(jù)煤倉(cāng)深度確 定驅(qū)動(dòng)多少組LED，用來確保光照在一個(gè)合適的程度。專利摘要本實(shí)用新型是一種基于激光和單目視覺的煤倉(cāng)料位測(cè)量裝置，屬于機(jī)器視覺領(lǐng)域。它包括成像部分、處理部分、照明光源部分和隔爆部分。成像部分包括CCD相機(jī)和一組或多組激光器對(duì)。當(dāng)用一組激光器對(duì)時(shí)，裝置還包括旋轉(zhuǎn)電機(jī)和直線電機(jī)。相機(jī)、直線電機(jī)和激光器對(duì)與旋轉(zhuǎn)電機(jī)相連，受其轉(zhuǎn)導(dǎo)可以做圓周旋轉(zhuǎn)，激光器對(duì)與直線電機(jī)相連，受其引導(dǎo)可以做圓弧運(yùn)動(dòng)。當(dāng)用多組激光器對(duì)時(shí)，相機(jī)和多組激光器，照明光源部分通過固定架與隔爆部分相連。處理部分為一塊嵌入式處理器，與裝置各部分相連。照明光源部分由紅外LED陣列組成。隔爆部分包括隔外殼和高透光視窗。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，精度高，魯棒性好，且解決了光斑丟失問題。
文檔編號(hào)G01F23/292GK201653497SQ20092029996
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2009年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月22日
發(fā)明者劉松, 孫繼平 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)(北京)