基于图像处理的煤矸识别技术研究-机械工程专业论文.docxVIP

ResearchonRecognitionTechnologyofCoalandGangueBasedonImageProcessingDissertationSubmittedtoHebeiUnitedUniversityinpartialfulfillmentoftherequirementforthedegreeofMasterofEngineeringbyZengHanlin(MechanicalEngineering)HuoPingSupervisor:ChengYongjunMarch,2015独创性说明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的 地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含 为获得河北联合大学以外其他教育机构的学位或证书所使用过的材 料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了 明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日关于论文使用授权的说明本人完全了解河北联合大学有关保留、使用学位论文的规定， 即：已获学位的研究生必须按学校规定提交学位论文，学校有权保 留、送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以将学位论 文的全部或部分内容采用影印、缩印或编入有关数据库进行公开、检 索和交流。作者和导师同意论文公开及网上交流的时间：自授予学位之日起□自年月日起作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日摘要摘要在我国，煤炭是重要的能源资源。在煤炭开采的同时，煤中不可避免会存在矸 石。矸石严重影响煤的质量，因此将煤与矸石分开可以提高煤的利用效率。选煤方 法一般有手选和机选。随着机器视觉技术的快速发展，人们开始利用图像来对煤和 矸石进行区分，为此研究了一种基于图像处理的识别方法。首先对煤矸识别方案进行了探讨。密度属于物质的一种特性，因此最终选择密 度作为煤和矸石识别的特征。确定了利用煤矸的图像计算出其体积，用称重装置称 取煤矸的质量，然后计算出其密度，最后根据煤矸密度的不同来识别二者的识别方 案。而且研究了数据采集的方案并对所需设备进行了选型。然后对煤矸识别系统的标定进行了研究。与此同时，在实验室环境下对摄像机 系统进行了标定，得到了像素宽度和实际物理长度的转换关系。根据图像的特点，开发了一套图像处理算法。首先利用同态滤波技术改变图像 的亮度和对比度；其次对图像进行平滑处理，通过比较几种滤波方法的效果，最终 采用了高斯滤波；再次，利用图像分割技术将煤矸的轮廓从背景中分离；然后借助 数学形态学对提取得到的轮廓进行优化。根据所得的煤矸轮廓，采用一种累积积分法计算出被测煤矸的体积，再结合质 量计算出煤矸的密度，最后系统通过建立的煤矸识别模型对被测物体进行鉴别。利 用实验装置对选取的样本进行检测，证明了所设计的识别方法的正确性。实验结果 表明，这种方法能快速有效地对煤和矸石进行实时地检测。图70幅；表2个；参47篇。 关键词：煤矸；识别；图像处理；密度 分类号：TD94-I-河北联合大学硕士学位论文AbstractInChina,coalisasignificantenergyresource.Thereareganguesinevitablyinmining.Gangueseriouslyaffectsthequalityofcoal,sotheseparationofcoalandgangueimprovestheutilizationefficiencyofcoal.Generallyspeaking,themethodsofcoalpreparationarehandcleaningandmachinecleaning.Withtherapiddevelopmentofmachinevisiontechnology,peoplebegintouseimagestodistinguishcoalfromgangue.Thus,arecognitionmethodwhichisbasedonimageprocessinghasbeenstudied.Aboveall,therecognitionschemeisdiscussed.Densityisapropertyofsubstance,sotheresultisselectingdensityastherecognitioncharacteristic.Arecognitionschemehasbeendetermined.First,itcalculatesthevolumebyusingtheimages.Second,itweighsthequality withthehelpofweighingdevice.Third, i