本發(fā)明屬于礦用設備運行狀態(tài)監(jiān)測領域，尤其涉及一種基于機器視覺的采煤機搖臂采高檢測方法。

背景技術：
采煤機采高是的采煤機工況重要參數(shù)，因此采煤機搖臂傾角檢測非常必要。常用的旋轉編碼器在采煤機工況條件下，對其搖臂傾角測量存在誤差且安裝困難，因此利用機器視覺技術，可以在不安裝傳感器的狀況下對采煤機搖臂傾角進行快速準確的測量，進而實現(xiàn)采煤機當前采高的計算。因此，利用機器視覺實現(xiàn)采煤機搖臂采高測量是實現(xiàn)采煤機工況參數(shù)獲取的一種新方法。目前,采用機器視覺技術實現(xiàn)采煤機搖臂傾角測量,國內尚屬先例，因此研究實際工況中基于機器視覺技術的采煤機搖臂傾角測量具有非常重要的實用價值。

技術實現(xiàn)要素：
針對背景技術中提到的現(xiàn)有采煤機搖臂傾角測量方法大都是在搖臂與機身連接處安裝旋轉編碼器，很難滿足現(xiàn)場工程實際需要的問題，本發(fā)明的目的是提供了一種基于機器視覺的采煤機搖臂采高檢測方法，能夠自動測量出采煤機視頻圖像中搖臂與機身傾角，為煤礦井下采煤機搖臂傾角測量提供必要的技術支持。本發(fā)明的技術方案是：一種基于機器視覺的采煤機搖臂采高檢測方法，其特征在于，所述方法具體包括以下步驟：步驟1：分別在采煤機搖臂軸線和機身銷軸軸線上安置定位標識，對采煤機的圖像進行采集和預處理；步驟2：利用基于K-means均值聚類的邊緣檢測方法，對預處理后的采煤機圖像進行圖像分割，為后續(xù)采煤機搖臂及機身直線提取做準備工作；步驟3：在對采煤機圖像分割的基礎上，提取采煤機搖臂定位標識和機身定位標識所在直線，以及直線的端點坐標；步驟4：利用步驟3提取的采煤機搖臂和機身所在直線的端點坐標，計算搖臂相對機身傾角，根據(jù)搖臂長度計算得到搖臂采高。其中所述預處理的過程為：分別在采煤機搖臂采煤機搖臂軸線和機身銷軸軸線上，對采集的采煤機圖像采用雙邊濾波算法進行去噪，消除視頻圖像中的噪聲；對去噪后的采煤機圖像進行分段線性變換，增強采煤機和背景的對比度。其中所述基于K-means均值聚類的邊緣檢測方法的過程為：步驟(1)從預處理得到的采煤機圖像像素數(shù)據(jù)樣本中選取K個點作為聚類中心；步驟(2)計算各個樣本到聚類的距離，把樣本歸到離其最近的聚類中心所在的類；步驟(3)計算新形成的每個聚類的數(shù)據(jù)對象的平均值來得到新的聚類中心；步驟(4)反復執(zhí)行步驟(2)～步驟(4)，直到相鄰兩次的聚類中心沒有任何變化，采煤機圖像聚類分割結束。步驟(5)對步驟(4)采煤機圖像聚類分割結果，利用Canny邊緣檢測進行分割處理。其中所述提取采煤機搖臂和機身所在直線的過程為：在對采煤機圖像分割的基礎上，利用Hough變換對分割得到的采煤機圖像進行直線檢測，得到采煤機搖臂定位標識與機身定位標識所在的兩條直線及直線端點。其中所述搖臂相對機身傾角的計算過程：利用步驟3提取的采煤機搖臂和機身所在直線的端點坐標，計算搖臂相對機身傾角θ。根據(jù)傳感器測得的采煤機據(jù)傳感器測得的采煤機相對傾角β，得到搖臂相對機身的最終傾角α＝θ+β；根據(jù)搖臂長度L，計算得到采煤機采高h＝αL。本發(fā)明的有益效果是,能準確測量出采煤機圖像中的搖臂傾角,為采煤機搖臂采高測量提供必要的技術支持,具有顯著的經(jīng)濟效益和較高的工程應用價值。附圖說明圖1是采煤機搖臂和定位標識示意圖。圖2是本發(fā)明采煤機搖臂采高測量的流程圖。具體實施方式下面結合附圖，對優(yōu)選實施例作詳細說明，應該強調的是下述說明僅僅是示例性的,而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。如圖2所示，一種基于機器視覺的采煤機搖臂采高測量方法，包括以下步驟：步驟(1)分別在采煤機搖臂軸線和機身銷軸軸線上安置定位標識，對采集的采煤機圖像進行去噪，采用適用于采煤機圖像的預處理算法雙邊濾波，可以有效的消除采煤機圖像中的噪聲；步驟(2)對去噪后的采煤機圖像進行分段線性變換，增強采煤機和背景的對比度；步驟(3)從預處理得到的采煤機圖像像素數(shù)據(jù)樣本中選取K個點作為聚類中心；步驟(4)計算各個樣本到聚類的距離，把樣本歸到離其最近的聚類中心所在的類；步驟(5)計算新形成的每個聚類的數(shù)據(jù)對象的平均值來得到新的聚類中心；步驟(6)反復執(zhí)行步驟(4)～步驟(6)，直到相鄰兩次的聚類中心沒有任何變化，采煤機圖像聚類分割結束；步驟(7)對步驟(6)采煤機圖像聚類分割結果，利用Canny邊緣檢測進行分割處理；步驟(8)利用Hough變換對分割得到的采煤機圖像進行直線檢測，得到采煤機搖臂與機身所在的兩條直線及直線端點；步驟(9)利用步驟(8)提取的采煤機搖臂和機身所在直線的端點坐標，計算搖臂相對機身傾角；根據(jù)傾角及搖臂長度計算搖臂采高。如圖1所示，利用步驟3提取的采煤機搖臂和機身所在直線的端點坐標，計算搖臂相對機身傾角θ。根據(jù)傳感器測得的采煤機據(jù)傳感器測得的采煤機相對傾角β，得到搖臂相對機身的最終傾角α＝θ+β；根據(jù)搖臂長度L，計算得到采煤機采高h＝αL。本方法能夠自動檢測出采煤機視頻圖像中的搖臂采高，為煤礦井下采煤機搖臂采高測量提供必要的技術支持，對于保障采煤機安全運行有著重要的意義。以上所述僅為本發(fā)明較佳的具體實施方式，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。