基于三维点云的带式输送机跑偏及堆煤监测方法

作者：徐世昌; 程刚; 袁敦鹏; 孙旭; 金祖进; 李勇

来源：工矿自动化, 2022, 48(09): 8-24.

DOI：10.13272/j.issn.1671-251x.17948

• 带式输送机
• 输送带跑偏监测
• 跑偏趋势预测
• 堆煤监测
• 线激光双目相机
• 三维点云

输送带跑偏和堆煤是煤矿带式输送机常见故障。传统的接触式输送带跑偏或堆煤检测方法在耐用性、灵敏度、可靠性等方面无法满足煤矿安全生产要求，而基于图像处理方法的检测效果受图像颜色信息影响较大，易产生误识别问题。提出了一种基于三维点云的带式输送机跑偏及堆煤监测方法，采用线激光双目相机采集输送带表面的三维点云数据，通过分析处理点云数据对输送带跑偏和堆煤进行实时监测。在输送带跑偏监测方面，采用欧氏聚类和随机采样一致性算法滤除多余点云数据，提取输送带边沿数据点，并采用均中心表征值表征输送带跑偏程度，以减小输送带宽度方向形状变化对监测的影响。在堆煤监测方面，通过处理点云数据得到煤流等效高度来表征煤流高度和宽度信息，实时评估堆煤程度。搭建了带式输送机跑偏及堆煤监测系统试验台，试验结果表明：输送带速度为0.5～3.0 m/s时，输送带边沿点检测误差为-2.84～1.26 mm，最大误差仅为2.84 mm，说明该系统能可靠实现跑偏故障监测功能，并能准确预测跑偏趋势；在输送带上堆积煤炭样本（质量为14～41 kg，以1 kg为增量），当煤炭质量在14～24 kg及28～41 kg范围内，堆煤检测结果均正确，在25～27 kg范围内存在检测错误情况，原因是该范围内煤炭样本质量较接近触发堆煤报警的临界值27.6 kg。

• 单位
  中国矿业大学; 中国矿业大学（北京）; 机电工程学院