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专利号: 2021100530879
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,该方法包括如下步骤:步骤1、对煤料堆积表面图像进行形态学处理;

步骤2、对步骤1获得的形态学处理图像进行二值图像分割;

步骤3、对步骤2获得的二值图像进行所有连通区域圆形度、矩形度计算;

步骤4、依据步骤3获得的所有连通区域圆形度、矩形度,根据煤料堆积密度二维模型进行堆积密度计算。

2.根据权利要求1所述的带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,步骤

1方法为对煤料堆积表面图像进行态学腐蚀运算后,再进行膨胀运算。

3.根据权利要求1所述的带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,步骤

2对步骤1获得的形态学处理图像进行二值图像分割的方法如下:步骤2‑1、对于步骤1获得的形态学处理图像I(x,y),其大小为M×N,前景和背景的分割阈值记为T,其中像素的灰度值大于阈值T的像素个数记为K1,属于前景的像素点数占整幅图像的比例记为ω1,前景的平均灰度记为μ1,所用公式为:步骤2‑2、图像I(x,y)像素的灰度值小于阈值T的像素个数记为K2,属于背景的像素点数占整幅图像的比例记为ω2,背景的平均灰度记为μ2,所用公式为:步骤2‑3、图像I(x,y)像素的总平均灰度记为μ,所用公式为:步骤2‑4、定义参数类间方差记为g,所用公式为:

2 2 2

g=ω1×(μ‑μ1) +ω2×(μ‑μ2) =ω1×ω2×(μ1‑μ2)步骤2‑5、依据步骤2‑4获得的参数g,阈值T的取值为从0至255依次遍历,最终取得使得参数g最大的阈值T,所用公式为:步骤2‑6、依据步骤2‑5获得的使得参数g最大的阈值T,将属于前景的图像像素置为

255,属于背景的图像像素置为0,所用公式为:式中,x∈[0,M],y∈[0,N]。

4.根据权利要求1所述的带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,步骤

3,对步骤2获得的二值图像进行所有连通区域圆形度、矩形度计算,具体包括:判断所述步骤2获得的二值图像连通区域一共有K个,对连通区域以一定的顺序进行编号为1,2,3...,K;

步骤3‑1、对步骤2获得的二值图像进行所有连通区域轮廓查找,并输出连通区域周长Li和面积Si,i=1,2,3...,K;

步骤3‑2、对步骤2获得的二值图像进行所有连通区域最小外接矩形查找,并输出连通区域最小外接矩形面积Ai;

步骤3‑3、依据步骤3‑1获得的所有连通区域周长Li和面积Si,进行连通区域圆形度Ei计算,所用公式为:

步骤3‑4、依据步骤3‑1获得的所有连通区域面积Si以及步骤3‑2获得的所有连通区域最小外接矩形面积Ai,进行连通区域矩形度Ri计算,所用公式为:

5.根据权利要求4所述的带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,据步骤3获得的所有连通区域圆形度、矩形度,根据本文提出的煤料堆积密度二维模型进行堆积密度计算,具体包括:

步骤4‑1、依据步骤3‑3获得的所有连通区域圆形度Ei,进行煤料堆积表面圆形度E计算,所用公式为:

步骤4‑2、依据步骤3‑4获得的所有连通区域矩形度Ri,进行煤料堆积表面矩形度R计算,所用公式为:

步骤4‑3、依据步骤4‑1获得的煤料堆积表面圆形度E、步骤4‑2获得的煤料堆积表面矩形度R,进行煤料堆积填充率P计算,所用公式为:式中,Ec为圆的圆形度,Rc为圆的矩形度,Pc为球的填充率;

步骤4‑4、依据步骤4‑3获得的煤料堆积填充率P,计算煤料堆积密度ρ堆积,所用公式为:ρ堆积=ρ×P

式中,ρ为煤料颗粒密度。

6.根据权利要求5所述的带式输送机上煤料堆积密度在线计算方法,其特征在于,步骤

4‑3所述Pc取球的填充率0.64。