本发明涉及带式输送机监测领域。更具体地，本发明涉及一种带式输送机红外监测预警方法及系统。
背景技术：
1、带式输送机是工业生产中广泛使用的一种连续物料搬运设备，因其高速、大运量、长运距的连续运行特性容易导致关键部位如托辊、滚筒、电机等出现故障。红外热像技术通过测量目标物体表面的红外辐射，获取反映物体表面温度分布的热图像，可以揭示物体的异常温升。将红外热像技术应用于带式输送机关键部件状态监测和故障预警，对于带式输送机隐含故障点多、直接检测难以布线的关键部件具有明显优势，从而检测到关键区域的温度情况，进而评估其异常程度并根据评估结果给出对应的预警信息。
2、现有公开号为cn105760883a的中国专利申请文件公开了基于红外热像的带式输送机关键部件自动识别方法。该方法通过区域生长法对预处理后的图像进行图像分割，获取形状特征向量，提取熵和对比度作为带式输送机关键部件目标分类的纹理特征向量；设计基于bp神经网络的分类器，利用提取的形状特征和纹理特征完成对带式输送机关键部件红外图像的分类与识别。
3、但是，由于电机在运行过程中产生的振动可能会导致红外相机捕获的图像出现模糊，上述申请文件仅将单张图像上温度最高点作为区域生长的种子点会存在种子点选取的准确度低，进而导致生长区域不准确的情况，影响对带式输送机监测结果的准确性。
技术实现思路
1、为解决生长区域不准确的问题，本发明提出一种带式输送机红外监测预警方法及系统。
2、第一方面，本发明公开一种带式输送机红外监测预警方法，包括：按照预设采样间隔获取带式输送机关键部位的灰度图，关键部位包括电机、托辊和滚筒，根据区域生长计算托辊异常值和滚筒异常值；将大于电机灰度图中灰度值均值的像素点作为待测像素点，构建待测像素点的参考窗口，根据参考窗口在待测像素点中筛选待选种子点；对待选种子点的灰度值进行加权修正获得灰度修正值，选择灰度修正值的最大值对应的待选种子点作为初始种子点，计算待选种子点的可匹配率，将可匹配率大于预设匹配阈值的待选种子点作为异常点，以计算电机异常值；将电机异常值、托辊异常值和滚筒异常值相加并进行归一化作为带式输送机异常值，完成对带式输送机的监测。
3、其中，可匹配率满足关系式：，表示第个待测像素点的可匹配率，表示初始种子点的灰度修正值，表示第个待测像素点的灰度修正值，表示初始种子点和第个待测像素点的欧式距离，表示指数函数。
4、对于电机部分，通过设置参考窗口筛选待选种子点，有效识别和筛选出边缘不准确的像素点，从而确保待选种子点的准确性，并且结合计算的可匹配率来识别异常点，能够全面监测带式输送机的运行状态，及时发现潜在的故障和异常，从而提高了输送机的可靠性和安全性，有助于预防设备故障，减少停机时间。
5、优选的，所述构建待测像素点的参考窗口包括：对于任一待测像素点，以待测像素点为中心，沿水平方向进行遍历，其中，水平方向包括水平向左方向和水平向右方向；以灰度值取值范围为横坐标、像素点数量为纵坐标绘制灰度频数直方图，将距离红色灰度值最近的峰值灰度值作为标记灰度值；将待测像素点水平方向上任一像素点作为待遍历像素点，计算待遍历像素点的灰度值与待测像素点的灰度值的第一差值，计算待遍历像素点的灰度值与标记灰度值的第二差值；将第一差值与第二差值的和通过负相关映射的结果作为遍历概率，当遍历概率小于预设遍历阈值时，停止遍历，获得待测像素点的参考窗口。
6、遍历概率反映了待遍历像素点与待测像素点在灰度值上的相似性及其与图像主导灰度趋势的一致性。当遍历概率低于预设阈值时，表明待遍历像素点与待测像素点在灰度特性上的差异较大，或者与图像的主导灰度趋势不一致，因此停止遍历。
7、优选的，所述构建待测像素点的参考窗口还包括：对于任一待测像素点，以待测像素点为中心，沿水平方向进行遍历，其中，水平方向包括水平向左方向和水平向右方向；以像素点在灰度图的位置为横坐标、以灰度值为纵坐标绘制坐标系；将待测像素点水平方向上任一像素点作为待遍历像素点，获取待遍历像素点和待测像素点的连线与横轴的夹角，夹角不大于直角；计算夹角的正弦值，计算待遍历像素点的灰度值和待测像素点的灰度值的第一差值，将正弦值和归一化后的第一差值相乘，当乘积大于或等于预设夹角阈值，停止遍历，获得待测像素点的参考窗口。
8、结合了像素点的空间邻近性和灰度相似性，以识别出在几何和灰度上与待测像素点最相关的局部区域。
9、优选的，所述筛选待选种子点包括：计算每个参考窗口中两个端点的欧式距离并按照数值大小进行升序排列；计算待测像素点是待选种子点的可能性：
10、，表示待测像素点是待选种子点的可能性，表示第一四分位数，表示第三四分位数，表示四分位数间距，表示参考窗口中两个端点的欧式距离，表示并集。
11、当等于1时待测像素点为待选种子点，当等于0时剔除待测像素点。
12、利用四分位数能够有效地利用数据的分布特性，通过排除那些偏离数据主体的极端值，从而筛选出最具代表性和稳定性的种子点。这样的筛选机制有助于提高图像处理算法的鲁棒性，确保所选种子点能够真实反映图像的特性。
13、优选的，所述灰度修正值包括：将任一采样时刻作为目标时刻，计算待选种子点在目标时刻8邻域中所有像素点的灰度值均值，同理获得待选种子点在与目标时刻相邻的两个时刻的灰度值均值，将连续三个采样时刻的灰度值均值的均值作为影响因子；将目标时刻待选种子点的灰度值均值与影响因子的差值进行归一化作为权重，与待选种子点的灰度值相乘，获得灰度修正值。
14、通过计算待选种子点在目标时刻及其相邻时刻的灰度值均值，来评估该点在时间序列上的灰度稳定性。影响因子反映了待选种子点灰度值在时间上的平均表现，有助于识别那些在时间上灰度变化不大的稳定像素点。
15、优选的，所述计算电机异常值包括：将异常点的数量与灰度图的像素点数量的比值作为第一比值，将所有异常点的灰度值均值与255的比值作为第二比值；将第一比值和第二比值相加进行归一化，作为电机异常值。
16、第二方面，本发明公开一种带式输送机红外监测预警系统，包括：处理器；以及存储器，所述存储器存储有计算机指令，当所述计算机指令由处理器运行时，使得系统执行上述的一种带式输送机红外监测预警方法。
17、本发明的有益效果：
18、1、利用图像的灰度特征和像素点的空间分布特性，对带式输送机的关键部件进行状态监测。通过分析灰度图中的像素点灰度值及其变化，可以捕捉到由于部件磨损、发热或其他故障引起的异常现象。
19、2、能够实现对输送机关键部位的实时监控和预警，有助于及时发现和预防潜在的故障，从而减少停机时间，提高生产效率和安全性。通过对图像数据的深入分析，该方法增强了对输送机运行状态的理解，为维护决策提供了科学依据。
20、3、利用区域生长算法获得的电机部分的异常区域更加准确。
1.一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，所述构建待测像素点的参考窗口包括：
3.根据权利要求1所述的一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，所述构建待测像素点的参考窗口还包括：
4.根据权利要求1所述的一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，所述筛选待选种子点包括：
5.根据权利要求1所述的一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，所述灰度修正值包括：
6.根据权利要求1所述的一种带式输送机红外监测预警方法，其特征在于，所述计算电机异常值包括：
7.一种带式输送机红外监测预警系统，其特征在于，包括：
