基于图像识别的井下皮带运输监控方法技术

本发明专利技术公开了一种基于图像识别的井下皮带运输监控方法，用于井下皮带运输机运载过程中的运行状态的视频监控，包括：获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流；从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，其中，所述第一图像帧和第二图像帧不同；根据所述第一图像帧和所述第二图像帧在预设的皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到灰度差分图像；对所述灰度差分图像在所述皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值，得到检测量；将所述检测量与一预设值进行比较，如所述检测量大于预设值，发出提示信号或控制信号。本发明专利技术的方法能够对可能的不同皮带场景进行了衡量，提高了本发明专利技术方案对不同场景的适应能力。

Monitoring method of underground belt transportation based on image recognition

The invention discloses a method for monitoring and controlling underground belt conveyor based on image recognition, which is used for video monitoring of the running state of underground belt conveyor in the course of conveying, including: obtaining the video stream of coal material on the belt conveyor in the course of conveying; obtaining the first image frame and the second image frame respectively from the video stream; Where the first image frame and the second image frame are different; a gray-scale difference image is obtained according to the gray-scale difference between pixels at the corresponding position in the preset belt detection area of the first image frame and the second image frame; all pixels of the gray-scale difference image in the belt detection area are obtained for the gray-scale difference image. The detection quantity is obtained by averaging the gray value, and the detection quantity is compared with a preset value, if the detection quantity is greater than the preset value, a prompt signal or a control signal is issued. The method of the invention can measure possible different belt scenes and improve the adaptability of the scheme to different scenes.

【技术实现步骤摘要】
基于图像识别的井下皮带运输监控方法
本专利技术涉及一种生产监控方法，特别是一种基于图像识别的井下皮带运输监控方法。
技术介绍
目前，对于煤矿井下的环境的采煤输送主要依靠皮带运输完成。输煤监控系统在电厂辅助系统中具有环境最恶劣、系统最分散、控制规模相对较大等特点，使用的电缆及安装辅件量大，安装及调试量大，维护量也不少。传统的皮带运输监控系统通常是采用DCS/PLC控制，其形式是：一般根据皮带的多少，设置2-5个远程站；在转运站设置控制柜，就近设备的信号接入控制柜端子，但这种柜子体积大，防护等级差，易积灰尘；远程站通过冗余的总线接入控制室主站。实际使用过程中专利技术人发现，采用DCS/PLC有很多不足：由于输煤现场环境恶劣、煤粉尘多、控制柜很容易积灰，时间长了很容易引起短路的现象；现场信号电缆接入远程站距离较长，不但电缆用量很大，而且过长信号电缆很容易引起电磁干拢，影响输煤的稳定运行；系统扩展难，即使留有备用I/O点，信号电缆也要重新敷设，改造扩建过程中对原系统运行造成影响。另外，由于煤矿井下环境特殊，在煤炭生产、运输等各个环节产生了大量悬浮于空气中的粉尘颗粒。为了控制粉尘减小其危害，虽然各工矿企业将大量喷雾降尘设备广泛应用于井下大巷、采煤支架、回风巷、皮带运输巷等处。但这些喷雾装置也同时会产生大量雾气和水滴，使得光线在到达监控成像设备前被散射或吸收，从而显著降低了监控场景的能见度。另外在视频监控图像采集和传输过程中，不可避免地受到各种随机噪声的干扰。因此导致监控图像质量严重下降，不利于后续的运动目标检测、识别和跟踪等处理，进一步影响最终的智能视频分析结果。近年来，随着计算机技术和多媒体技术的日益发展，极大地促进了图像处理技术与图像识别技术的发展。图像识别是利用计算机，将由摄像机传来的图像信息按一定的顺序送入计算机，经过图像处理、分析、识别，然后输出结果，方便了操作人员，从而使生产过程中出现的各种险情得以即使排除。对于工业图像识别问题，也越来越成文人们研究的热点。但是，目前现有技术中应用于井下皮带运输监控的图像识别算法仍存在改进余地，其主要原因在于井下的恶劣环境造成图像帧的质量较差。因此在识别结果上差强人意，因此存在实际的可靠性较低的缺陷。
技术实现思路
鉴于现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的在于提供一种基于图像识别的井下皮带运输监控方法。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的一种基于图像识别的井下皮带运输监控方法，用于井下皮带运输机运载过程中的运行状态的视频监控，包括：获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流；从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，其中，所述第一图像帧和第二图像帧不同；根据所述第一图像帧和所述第二图像帧在预设的皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到灰度差分图像；对所述灰度差分图像在所述皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值，得到检测量；将所述检测量与一预设值进行比较，如所述检测量大于预设值，发出提示信号或控制信号。上述方法中，优选地，在获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流时，形成独立的两路视频流，两路所述视频流在提取图像帧时分别对应形成左眼图像帧和右眼图像帧。上述方法中，优选地，还包括：对所述第一图像帧和所述第二图像帧进行预处理，其中，所述预处理包括：将所述第一图像帧和所述第二图像帧转化为灰度图像；进行直方图均衡化处理和/或进行中值滤波以消除图像中的部分噪声。上述方法中，优选地，所述预处理，还包括：对消除噪声后的所述第一图像帧或第二图像帧设置感兴趣区域；获取所述感兴趣区域的几何中心；保存所述几何中心的坐标。作为优选，所述感兴趣区域的形状为圆形。上述方法中，优选的，所述从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，包括：以预设帧数为间隔，从所述视频流中抽取所述第一图像帧和所述第二图像帧。上述方法中，优选的，在获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流之后，还包括：以所述预设帧数为间隔，从两路所述视频流中的另一路视频流中再抽取第三图像帧和第四图像帧；分别计算所述第一图像帧和所述第三图像帧、以及所述第二图像帧和所述第四图像帧在所述皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到相应的灰度差分图像；分别对每个所述灰度差分图像在所述皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值，得到相应的子检测量；对所有的所述子检测量取平均值，得到所述检测量。上述方法中，优选的，在根据所述第一图像帧和所述第二图像帧在预设的皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到灰度差分图像之前，还包括：从所述视频流中，抽取一视频帧作为视频截图；确定检测人员在所述视频截图上选择的检测区域，并将其作为所述皮带检测区域。本专利技术提供的基于图像识别的井下皮带运输监控方法，本专利技术通过对灰度差分图像在皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值来得到检测量，这样的空间上的平均运算保证了检测结果的准确性，并且以统一的观测量对可能的不同皮带场景进行了衡量，提高了本专利技术方案对不同场景的适应能力。附图说明图1为本专利技术的基于图像识别的井下皮带运输监控方法的基本流程图；具体实施方式为使本领域技术人员更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作详细说明。通过下面参照附图对给定为非限制性实例的实施例的优选形式的描述，本专利技术的这些和其它特性将会变得显而易见。还应当理解，尽管已经参照一些具体实例对本专利技术进行了描述，但本领域技术人员能够确定地实现本专利技术的很多其它等效形式，它们具有如权利要求所述的特征并因此都位于借此所限定的保护范围内。此后参照附图描述本专利技术的具体实施例；然而，应当理解，所专利技术的实施例仅仅是本专利技术的实例，其可采用多种方式实施。熟知和/或重复的功能和结构并未详细描述以根据用户的历史的操作，判明真实的意图，避免不必要或多余的细节使得本专利技术模糊不清。因此，本文所专利技术的具体的结构性和功能性细节并非意在限定，而是仅仅作为权利要求的基础和代表性基础用于教导本领域技术人员以实质上任意合适的详细结构多样地使用本专利技术。本说明书可使用词组“在一种实施例中”、“在另一个实施例中”、“在又一实施例中”或“在其他实施例中”，其均可指代根据本专利技术的相同或不同实施例中的一个或多个。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种基于图像识别的井下皮带运输监控方法，用于井下皮带运输机运载过程中的运行状态的视频监控，包括：S1，获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流；为了形成立体的图像以便对皮带上的煤物料的厚度也能进行分析，上述方法中，优选地，在获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流时，形成独立的两路视频流，两路所述视频流在提取图像帧时分别对应形成左眼图像帧和右眼图像帧。S2，从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，其中，所述第一图像帧和第二图像帧不同；在这一步骤中，为了增加图像分析的准确度，还可以对所述第一图像帧和所述第二图像帧进行预处理，其中，所述预处理包括：将所述第一图像帧和所述第二图像帧转化为灰度图像；进行直方图均衡化处理和/或进行中值滤波以消除图像中的部分噪声。进一步地，所述预处理，还包括：对消除噪声后的所述第一图像帧或第二图像帧设置感兴趣区域；获取所述感兴趣区域的几何中心；保存所述几何中心的坐标。其中，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于图像识别的井下皮带运输监控方法，用于井下皮带运输机运载过程中的运行状态的视频监控，其特征在于，包括：获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流；从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，其中，所述第一图像帧和第二图像帧不同；根据所述第一图像帧和所述第二图像帧在预设的皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到灰度差分图像；对所述灰度差分图像在所述皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值，得到检测量；将所述检测量与一预设值进行比较，如所述检测量大于预设值，发出提示信号或控制信号。

【技术特征摘要】
1.基于图像识别的井下皮带运输监控方法，用于井下皮带运输机运载过程中的运行状态的视频监控，其特征在于，包括：获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流；从所述视频流中分别获取第一图像帧和第二图像帧，其中，所述第一图像帧和第二图像帧不同；根据所述第一图像帧和所述第二图像帧在预设的皮带检测区域内对应位置处像素点之间的灰度差值，得到灰度差分图像；对所述灰度差分图像在所述皮带检测区域内的所有像素点的灰度值取平均值，得到检测量；将所述检测量与一预设值进行比较，如所述检测量大于预设值，发出提示信号或控制信号。2.如权利要求1所述的基于图像识别的井下皮带运输监控方法，其特征在于，在获得运载过程中的皮带运输机上的煤物料的视频流时，形成独立的两路视频流，两路所述视频流在提取图像帧时分别对应形成左眼图像帧和右眼图像帧。3.如权利要求1所述的基于图像识别的井下皮带运输监控方法，其特征在于，还包括：对所述第一图像帧和所述第二图像帧进行预处理，其中，所述预处理包括：将所述第一图像帧和所述第二图像帧转化为灰度图像；进行直方图均衡化处理和/或进行中值滤波以消除图像中的部分噪声。4.如权利要求3所述的基于图像识别的井下皮带运输监控方法，其特征在于，所述预处理，还包括：对消除噪声后的所述第一图像帧或第二图像帧设置感兴趣区域；获取所述感兴趣区域的几何...

【专利技术属性】
技术研发人员：张敏，刘宪权，赵爱国，刘海峰，李海涛，张栋国，
申请(专利权)人：北京广天夏科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11