一种基于双示踪物的掘进机截割头定位系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了掘进机截割头的定位方法，其利用两个红外相机对截割头上的两个示踪物进行摄像，将获得的两个示踪物的图像进行图像处理进行轮廓提取处理；根据设定的特征值分割图像中最佳的一块或多块区域，将所述区域的边界曲线提取为方向链码，计算目标区域周长和面积，根据周长和面积计算出圆的最小半径和最大半径，采用最小半径和最大半径作为径向约束条件，选取合格的边界点，从而获得掘进机中的双示踪物的区域，根据双示踪物的二维信息获得其三维信息，并结合掘进机的自身参数获取截割头中心的三维坐标，从而实现对掘进机截割头的定位。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双示踪物的掘进机截割头定位系统及方法
本专利技术属于立体视觉定位
，涉及一种基于双示踪物的掘进机截割头定位系统及方法。
技术介绍
煤炭作为我国最主要的一次能源之一，是我国能源的基石。随着科学技术的进步，综采技术水平不断提高。其安全可靠、经济高效的自动化采煤技术变得越来越重要。近些年来国内外提出了多种解决方案，但是在掘进机截割头定位上还存在诸多问题。故本专利技术提出一种面向掘进机的截割头定位的方法。现今大多数关于截割头定位基本使用普通光学摄像机定位，例如：2014年5月，陕西陕煤黄陵矿业有限公司完成了1.4m-2.2m煤层国产装备智能化无人综采技术研究与应用项目，其截割头定位方法使用普通光学摄像机，未使用其他示踪物进行定位，其可视化、截割头三维信息精确化低，不能很好的适应未来数字化、信息化发展。在精确定位截割头方法上采用过单目单示踪物方法，但是在实际实验过程中截割头定位不准确，其截割头三维坐标时常发生坐标点漂移，若应用在实际生产中可能会造成重大事故。
技术实现思路
本专利技术申请提供一种双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种掘进机截割头的定位系统，其特征在于：包括恒温球形双示踪物、左相机、右相机、以及地面服务站；所述左相机和右相机均为红外相机；恒温球形双示踪物位于掘进机前端，左相机和右相机设置于掘进机上且位于所述双示踪物后方，用于拍摄所述双示踪物的图像；所述地面服务站与左相机和右相机进行无线通信，用于处理左相机和右相机采集的所述双示踪物的图像，从而获得掘进机截割头的准确位置。/n

【技术特征摘要】
1.一种掘进机截割头的定位系统，其特征在于：包括恒温球形双示踪物、左相机、右相机、以及地面服务站；所述左相机和右相机均为红外相机；恒温球形双示踪物位于掘进机前端，左相机和右相机设置于掘进机上且位于所述双示踪物后方，用于拍摄所述双示踪物的图像；所述地面服务站与左相机和右相机进行无线通信，用于处理左相机和右相机采集的所述双示踪物的图像，从而获得掘进机截割头的准确位置。


2.一种掘进机截割头的定位方法，其利用权利要求1所述的定位系统对截割头进行定位，其特征在于：包括以下步骤：
1)利用左右红外相机获取图像，对所述图像进行二值化处理后得到二值化图像，对所述二值化图像进行轮廓提取处理；
2)、所述轮廓提取处理包括：根据设定的特征值分割掘进机场景中最佳的一块或多块区域，并将所述一块或多块区域的边界曲线提取为弗雷曼链码并归一化；计算目标区域周长Z和面积S；根据周长Z和面积S计算得出圆的最小半径和最大半径：Rmax＝Z/2π；
3)、根据聚类思想和不共线三点确定圆心原理，采用Rmin，Rmax作为径向约束条件作预处理，利用最小二乘法求取圆心；从所述链码中顺序选取不共线的三点，根据几何原理，不共线三点可唯一确定一个外接圆，由此求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐昌盛，王华英，张步勤，王学，张雷，郭海军，李佳俊，
申请(专利权)人：冀中能源峰峰集团有限公司，河北工程大学，
类型：发明
国别省市：河北;13