The invention provides a vision positioning and orientation system for cutting head of roadheader automation. The system consists of several explosion-proof infrared cameras, several camera supports and an industrial computer. Among them, the explosion-proof infrared camera is used to collect different view images of the cutting head. The industrial computer built-in visual processing platform preprocesses and splices the images to obtain a wide field of view panoramic image of the cutting head, and then carries out feature point recognition and matching tracking work to fit the curve of the edge contour of the cutting head; the data processing platform calculates the center of the cutting head according to the position coordinates and curve equations of the feature points. The coordinates, pitch angles and yaw angles of a point. The invention is characterized in that a plurality of infrared cameras are used for multi-angle imaging of the cutting head, a wide field of view image of the cutting head is obtained by combining the infrared image mosaic technology, and the positioning and orientation function of the cutting head of the roadheader is realized by using computer vision science.
【技术实现步骤摘要】
一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统
本专利技术涉及一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,属矿山机械自动化
和计算机视觉应用领域。
技术介绍
悬臂式掘进机作为一种常见的采掘机械,被广泛的应用于采矿和挖掘工作中。随着煤矿产业的发展,煤矿开采已经成为社会发展的重要能源支撑,实现采掘设备的自动化、智能化、无人化工作,对提高采掘企业生产效率、保障从业人员生命安全尤为重要与迫切,而要解决掘进机的自动化无人精确掘进就必须实现掘进机的自主定位定向功能。基于计算机视觉的掘进机自动化定位定向技术,其实质就是利用红外成像原理采集截割头工作过程中不同视角的红外图像,结合计算机视觉科学对红外图像进行处理、拼接、特征识别、匹配跟踪和曲线拟合,结合坐标解算模型得到截割头工作过程中的方位和方向信息,该技术与现有的掘进机截割头定位定向技术相比具有操作简便、工作环境可视化、工作过程自动化、无人化、时效性强、系统结构简单化和测量精度高等特点。
技术实现思路
本专利技术专利针对
技术介绍
的不足,提出一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,可实时准确地确定掘进机截割头中心一点在巷道截断面坐标系下的方位和方向信息,实现基于视觉检测技术的掘进机截割头定位定向功能,且具有操作可视化、结构简单化、稳定性强等特点。为了实现上述目的,本专利技术提供了一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,具体方案如下:本专利技术专利是一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,可实时准确的获取掘进机截割头在巷道截断面坐标系下的方位方向参数,包括偏航角α、俯仰角β以及掘进机截割头中心一点M(u, ...
【技术保护点】
1.一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,其特征在于,该系统包括:数台防爆红外摄像仪(1)、数个相机支架(2)和一台工控计算机(3)。其中,所述相机支架(2)固定在巷道顶端;所述防爆红外摄像仪(1)安装在相机支架(2)上,用于采集截割头的红外图像;所述工控计算机(3)内置视觉处理平台和数据处理平台,固定在远离掘进机的监测室内并通过专用端口与防爆红外摄像仪(1)连接,其中视觉处理平台通过对截割头不同视角的图像进行降噪、增强和拼接等工作,得到截割头工作过程的全景视频图像,在截割头全景视频图像上进行人物检测,能够自动识别误入工作面的工作人员并进行预警;在截割头全景视频图像上进行截割头特征点识别与跟踪,并提取出截割头特征点的位置坐标,能够拟合出截割头边缘轮廓的完整曲线,得到截割头边缘曲线中心一点的图像像素坐标;数据处理平台通过建立好的坐标解算模型,计算出掘进机截割头中心一点的位置坐标,以及截割头的俯仰角和偏航角。
【技术特征摘要】
1.一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,其特征在于,该系统包括:数台防爆红外摄像仪(1)、数个相机支架(2)和一台工控计算机(3)。其中,所述相机支架(2)固定在巷道顶端;所述防爆红外摄像仪(1)安装在相机支架(2)上,用于采集截割头的红外图像;所述工控计算机(3)内置视觉处理平台和数据处理平台,固定在远离掘进机的监测室内并通过专用端口与防爆红外摄像仪(1)连接,其中视觉处理平台通过对截割头不同视角的图像进行降噪、增强和拼接等工作,得到截割头工作过程的全景视频图像,在截割头全景视频图像上进行人物检测,能够自动识别误入工作面的工作人员并进行预警;在截割头全景视频图像上进行截割头特征点识别与跟踪,并提取出截割头特征点的位置坐标,能够拟合出截割头边缘轮廓的完整曲线,得到截割头边缘曲线中心一点的图像像素坐标;数据处理平台通过建立好的坐标解算模型,计算出掘进机截割头中心一点的位置坐标,以及截割头的俯仰角和偏航角。2.根据权利要求1所述的一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统,其特征在于,相机支架(2)固定在巷道顶端,防爆红外摄像仪(1)固定在相机支架(2)上,以巷道中轴线为中心对称分布,防爆红外摄像仪(1)的光轴方向沿掘进机截割头...
【专利技术属性】
技术研发人员:冯云鹏,崔明玉,程灏波,张步勤,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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