煤炭車(chē)輛自動(dòng)計(jì)重定位系統(tǒng)的圖像邊緣檢測(cè)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、引言
隨著國(guó)家數(shù)字礦山的不斷發(fā)展，目前多數(shù)煤炭企業(yè)都實(shí)現(xiàn)煤炭計(jì)重信息化、數(shù)字化。眾所周知，在計(jì)重過(guò)程中，煤炭車(chē)輛能否處于合理范圍計(jì)重，對(duì)自動(dòng)計(jì)重結(jié)果的準(zhǔn)確性有重要影響。但是目前煤炭計(jì)重過(guò)程中，依然普遍存在著依靠人工肉眼主觀判斷和識(shí)別煤炭車(chē)輛是否停放在合理的計(jì)重范圍，這不僅影響到煤炭計(jì)重?cái)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，更重要的是存在著計(jì)重作弊的漏洞，影響到計(jì)重監(jiān)管的可靠性。因此，煤炭車(chē)輛計(jì)重自動(dòng)定位是目前煤礦企業(yè)數(shù)字化建設(shè)中需要解決的關(guān)鍵技術(shù)之一。
目前，煤礦企業(yè)解決車(chē)輛計(jì)重自動(dòng)定位問(wèn)題主要是利用紅外對(duì)射器進(jìn)行車(chē)輛自動(dòng)定位識(shí)別。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)和掌握；但是硬件設(shè)備投資大、占用空間多，施工比較復(fù)雜。本文提出應(yīng)用虛擬檢測(cè)線設(shè)置方法，通過(guò)過(guò)磅壓線檢測(cè)圖像識(shí)別技術(shù)自動(dòng)判別煤炭車(chē)輛是否處于計(jì)重的合理位置，建立了相應(yīng)的煤炭車(chē)輛計(jì)重自動(dòng)定位模型。其基本原理是：流動(dòng)螞蟻線算法設(shè)置車(chē)輛虛擬檢測(cè)線，采用Canny算子對(duì)車(chē)輛進(jìn)行圖像識(shí)別，采用差分法提取車(chē)輛邊緣輪廓；在此基礎(chǔ)上，通過(guò)灰度直方圖拉伸和濾波對(duì)車(chē)輪邊緣定位；最后，采用了一種基于數(shù)學(xué)平面幾何的判定規(guī)則，自動(dòng)判斷車(chē)輛是否處在車(chē)輛虛擬檢測(cè)線的合理范圍內(nèi)。
2、過(guò)磅車(chē)輛圖像預(yù)處理i
待處理的車(chē)輛圖像往往來(lái)自于地磅煤臺(tái)端點(diǎn)處的CCD攝像頭，但地磅煤臺(tái)大多距離礦山采掘現(xiàn)場(chǎng)較近，且運(yùn)輸貨物為煤炭，所處環(huán)境灰塵多、光線差、振動(dòng)大，因此所采集獲得的車(chē)輛圖像質(zhì)量較差，需要對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理。圖像預(yù)處理的方法很多，本系統(tǒng)采用灰度直方圖均衡法。一些圖像由于其灰度分布集中在較窄的區(qū)間，對(duì)比度很弱，圖像細(xì)節(jié)看不清楚，采用圖像灰度直方圖均衡處理后，使得圖像灰度分布趨向均勻，圖像所占的像素灰度間距拉開(kāi)，加大了圖像的反差，增強(qiáng)圖像的對(duì)比度；此外，灰度直方圖均衡法能夠有效去除因?yàn)楣庹諒?qiáng)弱等原因造成的攝像不清、對(duì)比度不夠等現(xiàn)象，有效地增強(qiáng)圖像的視覺(jué)顯示效果。車(chē)輛圖像預(yù)處理效果如圖1所示。
3、地磅平臺(tái)檢測(cè)線設(shè)置
檢測(cè)線的設(shè)置對(duì)于后面圖像識(shí)別判斷具有重要作用，具體做法如下：
3.1檢測(cè)線設(shè)置
根據(jù)需要在圖像上用鼠標(biāo)移動(dòng)，程序在后臺(tái)記錄鼠標(biāo)所經(jīng)過(guò)的所有點(diǎn)的坐標(biāo)，點(diǎn)擊保存按鈕將螞蟻線首尾坐標(biāo)保存到INI配置文件中以備處理調(diào)用。
3.2流動(dòng)螞蟻線設(shè)置
調(diào)用回調(diào)函數(shù)，在程序中設(shè)置定時(shí)器，每隔一定時(shí)間觸發(fā)一次定時(shí)器，在定時(shí)器的觸發(fā)事件中添加畫(huà)線的代碼。