1.一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于,包括跑偏位置的获取、跑偏位置的图像获取、跑偏位置图像的分析与处理;其中跑偏位置的获取使用麦克风阵列拾取皮带机系统声音信号,进行预处理步骤后获取稳定的电信号,然后通过鉴频器对异常声音进行鉴频识别,并通过基于时延差的麦克风阵列声源定位算法检测出现异常频率声音的位置。
2.根据权利要求1所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于,所述跑偏位置的图像获取采用工业摄像机,所述工业摄像机安装在相机支架上,所述工业摄像机置于皮带上方,所述工业摄像机固定在相机底座的电机驱动轴上;所述相机底座固定在相机支架上;所述工业摄像机以及麦克风阵列、电机与上位机系统连接。
3.根据权利要求1所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于,所述跑偏位置图像的分析与处理过程中,对照片进行预处理步骤后采用灰度平均法分割图像,对分割后的图像进行边缘特征提取,结合传送皮带的跑偏角和偏移量特征以及支持向量机来判断皮带是否跑偏和跑偏的严重程度。
4.根据权利要求1-3任一项权利要求所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于,还包括预警处理和人工复核处理;上位机系统根据跑偏位置图像的分析与处理后,对故障诊断结果选择报警方案进行预警处理,同时并将跑偏位置图像发送至监控主机,供监控人员进行人工复核处理。
5.根据权利要求1所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:所述预处理为对声音信号进行滤波、放大处理。
6.根据权利要求1所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:所述基于时延差的麦克风阵列声源定位算法为根据异常声源到达不同麦克风的时间差,转换为对应的声程差,通过声源定位算法计算得到异常声源的位置;其中对时间延迟的估计采用广义互相关算法。
7.根据权利要求2所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:上位机系统收到异常声源位置信息后,通过控制电机来调控工业摄像机的拍摄角度,对异常位置进行照片拍摄,并将照片发送至上位机系统,进行后续跑偏位置图像的分析与处理。
8.根据权利要求3所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:上位机系统获得摄像机传回的图像后,对图像进行预处理;随后对经过预处理的图像采用灰度平均法进行图像分割,将传送皮带与背景分割开,图像分割后进行边缘特征提取,利用传送皮带的跑偏角和偏移量特征结合支持向量机来判断皮带是否跑偏以及跑偏的严重程度。
9.根据权利要求8所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:所述预处理包括图像格式转化,图像裁切、旋转,以及图像对比度、亮度调整。
10.根据权利要求8所述的一种皮带机跑偏检测系统,其特征在于:采用灰度平均法进行图像分割的过程为:根据像素的灰度值进行图像分割,对于一幅M×N的数字图像,首先计算平均灰度值mf,列极小值向量u(j)和列极大值向量v(j),其表达式为式中:f(i,j)为像素i,j位置处的灰度图像值;利用列极小值向量u(j)和列极大值向量v(j)计算根据灰度平均值mf和muv计算阈值Th,即
Th=max{mf,muv}
于是,就可将皮带图像表示为二值图像b(i,j),其表达式为
二值化后背景表示为“1”,而输送带表示为“0”;
特征函数为
式中,g(i)的取值范围为[0,M],对g(i)中皮带和背景的分界线用线性函数进行拟合,可得两条分界线,定义皮带边缘和其高度方向的夹角为跑偏角,将左侧和右侧拟合线的斜率分别记为k1和k2,根据左右侧分界线分别计算得到皮带边缘和图像边缘的距离d1和d2;由此可得特征向量:R=(k1,k2,d1,d2,)。