【摘 要】
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胶式传送带在工业运输中应用广泛,由于传动机理问题,导致传送带经一段时间使用,在运行过程中可能会发生不良现象:褶皱、跑偏、撕裂等。其中跑偏现象发生频率较高,发生跑偏的传送带处理不及时则会导致传送带磨损加剧,进而引发更严重的不良现象,甚至造成传送带崩断,影响整个工厂的加工生产进度。文章多方面建立了力学模型,涵盖了传送带跑偏发生的常见情况,从托辊、滚轴、带体、支架、等结构方面分析总结传送带跑偏的原因和形
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胶式传送带在工业运输中应用广泛,由于传动机理问题,导致传送带经一段时间使用,在运行过程中可能会发生不良现象:褶皱、跑偏、撕裂等。其中跑偏现象发生频率较高,发生跑偏的传送带处理不及时则会导致传送带磨损加剧,进而引发更严重的不良现象,甚至造成传送带崩断,影响整个工厂的加工生产进度。文章多方面建立了力学模型,涵盖了传送带跑偏发生的常见情况,从托辊、滚轴、带体、支架、等结构方面分析总结传送带跑偏的原因和形式,设计了一种传送带跑偏检测算法,该算法可以检测出传送带横向的位移性跑偏和纵向的扭转性跑偏。本文在机器视觉的相关理论基础上,设计了一种软硬件结合的传送带偏移检测系统。该系统建立在FPGA板卡和软件Matlab上,通过以太网协议进行数据通讯建立检测系统。处理硬件采用Alter公司的Cyclone IVE FPGA作为图像处理单元,在FPGA上对图像进行预处理,处理图像为OV5640图像传感器拍摄的实际传送带视频。图像预处理部分包括滤波、边缘检测、二值化等步骤,在此基础上设计了双乒乓FIFO结构的SDRAM模块进行数据缓存和同步。将FPGA预处理后的图像以太网传输方式传送给上位机。利用Matlab在上位机上进行本次实现的核心算法仿真,该算法以力学分析得到的跑偏形式为基础建立了两种检测方法,分别是横向跑偏检测算法和纵向跑偏检测算法,建立ROI感兴趣区域突出检测区域,增强效率。横向的检测算法利用的是二值图像的垂直投影法,统计出传送带边线的均值位置,并将统计位置作为检测目标判断出是否发生横向跑偏;纵向跑偏检测算法采用了一种改进的Hough变换直线检测算法结合一种双点移除最小二乘法拟合直线进行传送带边缘直线的精确定位,并将直线的倾角与阈值进行对比,结合横向跑偏结果,输出最终跑偏检测结果。通过实验,系统最高能够实时地检测出倾斜角大于0.245°的倾斜偏移以及横向±8个像素的横向偏移,FPGA图像输出最大帧率为30fps,可以实现传送带偏移的实时检测。
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