一种煤岩识别系统和装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开一种煤岩识别系统和装置，包括图像采集模块或静力触探阵列模块、图像处理模块、图像识别模块、信号识别模块；图像采集模块将采集的煤壁中煤岩图像和相对应的空间坐标传输到图像处理模块，以提取煤岩图像的特征向量，图像识别模块根据提取的特征向量进行煤、岩识别，控制器根据识别的岩图像和对应的空间坐标，调整采煤机滚筒的高度以避开煤壁中岩。本实用新型专利技术通过图像处理技术对采煤工作面煤岩的超前识别，并根据识别结果调整采煤机滚筒的高度，尽可能的采掘煤层，避开坚硬的岩石，防止采煤机的刀面被损坏,延长采煤机等采煤设备的使用年限，对采煤工作面智能开采具有重要指导意义。指导意义。指导意义。

【技术实现步骤摘要】
一种煤岩识别系统和装置


[0001]本技术涉及煤矿智能化
，特别涉及一种煤岩识别系统和装置。

技术介绍

[0002]采煤机是综合机械化采煤工作面的主要设备之一,目前所有种类的采煤机均是按照设定的固定采掘路线进行工作。当采煤机的采掘头截割到岩石时，一方面造成采煤机采掘头的磨损加剧、功率消耗增大，甚至由于采掘头的摩擦力过大所产生的高温引爆瓦斯；另一方面采掘的煤中含矸量增大。目前解决上述问题是通过现场操作人员及时停机调整采掘头的位置来解决，工人的劳动强度和危险性大。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中采掘头无法得到及时调整的问题，本技术提出一种识别系统和装置，通过图像采集模块实时采集煤壁图像，再提取特征向量输入到控制器，识别出煤岩类型；同时通过静力触探阵列模块实时采集采煤机滚筒截割前方煤壁的贯入阻力，将贯入阻力传输到控制模块，进行煤岩识别，与图像识别结果联合判断，实现采煤工作面超前煤岩识别。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供以下技术方案：
[0005]一种煤岩识别系统，包括第一识别子系统，第一识别子系统包括图像采集模块、图像处理模块、图像识别模块；
[0006]图像采集模块包括多个图像采集传感器，将采集的煤岩图像和相对应的空间坐标传输到图像处理模块以提取煤岩图像的特征向量，图像识别模块根据提取的特征向量进行煤、岩识别，控制器根据识别的岩图像和对应的空间坐标，调整采煤机滚筒的高度以避开煤壁中岩。
[0007]优选的,所述图像采集模块的输出端与所述图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块的输出端与所述图像识别模块的输入端连接，所述图像识别模块的输出端与控制器的第一输入端连接，控制器控制采煤机滚筒调整高度。
[0008]优选的,还包括第二识别子系统；所述第二识别子系统包括静力触探阵列模块、信号识别模块；
[0009]所述静力触探阵列模块的信号输出端与所述信号识别模块的信号输入端连接，所述信号识别模块的输出端与控制器的第二输入端连接，控制器的输出端与采煤机滚筒连接；
[0010]所述静力触探阵列模块包括多个静力触探传感器，用于对将煤壁网格化，并对煤壁施加作用力从而采集对应网格的贯入阻力电信号和空间坐标；
[0011]所述信号识别模块，用于根据采集的贯入阻力电信号，进行煤岩识别，同时记录空间坐标；
[0012]所述控制器，根据识别的岩和对应的空间坐标，调整采煤机滚筒的高度以避开煤
壁中岩。
[0013]本技术还提供一种煤岩识别装置，包括若干个支架；所述支架包括第一侧面和第二侧面，在每个支架中第一侧面和第二侧面的相交处安装连接杆，且在连接杆上安装图像采集传感器。
[0014]优选的，第一侧面和第二侧面的夹角为α，0
°
≤α＜180
°
。
[0015]优选的，若干个支架之间互相平行，且与采煤机连接。
[0016]优选的，所述支架还包括第三侧面，第三侧面和第二侧面的夹角为β。
[0017]优选的，所述β的大小为α≤β＜α+90
°
。
[0018]优选的,所述第三侧面的顶端安装有静力触探传感器。
[0019]优选的,所述第一侧面上安装有固定云台，所述固定云台上安装有防尘模块。
[0020]综上所述，由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：
[0021]本技术通过图像处理技术或静力触探传感阵列完成采煤工作面煤岩的超前识别，并根据识别结果调整采煤机的高度，尽可能的采掘煤层，避开坚硬的岩石，防止采煤机的刀面被损坏,延长采煤机等采煤设备的使用年限，对采煤工作面智能开采具有重要指导意义。
附图说明：
[0022]图1为根据本技术示例性实施例的一种煤岩识别系统示意图。
[0023]图2为根据本技术示例性实施例1的一种煤岩识别装置示意图。
[0024]图3为根据本技术示例性实施例2的一种煤岩识别装置示意图。
[0025]图4为根据本技术示例性实施例的一种防尘模块安装示意图。
[0026]图5为根据本技术示例性实施例的一种防尘模块结构示意图。
[0027]图6为根据本技术示例性实施例的一种煤岩识别方法示意图。
[0028]图7为根据本技术示例性实施例的一种有效图像采集示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合实施例及具体实施方式对本技术作进一步的详细描述。但不应将此理解为本技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本
技术实现思路
所实现的技术均属于本技术的范围。
[0030]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0031]如图1所示，本技术提供一种基于图像及静力触探阵列传感的煤岩识别系统，包括两路识别子系统，第一识别子系统包括图像采集模块、图像处理模块、图像识别模块和控制器；第二识别子系统包括静力触探阵列模块、信号识别模块和控制器。
[0032]第一识别子系统：
[0033]图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，图像处理模块的输出端与图像识别模块的输入端连接，图像识别模块的输出端与控制器的第一输入端连接，控制器的输出端与采煤机滚筒连接以控制调节采煤机滚筒高度的调节；
[0034]图像采集模块，包括若干个图像采集传感器，用于将煤壁网格化并建立空间坐标系，再采集网格中的煤岩图像同时记录对应的空间坐标，为保证清晰度便于图像处理，煤岩图像的分辨率一般在800万像素以上；
[0035]图像处理模块，用于通过现有的图像处理算法提取煤岩图像特征向量，与样本库中的煤、岩图像特征向量做聚类分析。
[0036]本实施例中,图像处理模块包括两个部分，离线处理模块和在线处理模块。
[0037]离线处理模块，用于处理样本库中的原始煤、岩图像(样本库中煤、岩是分开的)，并对原始煤、岩图像进行预处理，例如统一图像大小和去除噪声；然后对预处理后的煤图像进行特征提取并量化从而得到煤特征向量集合c＝{c1,c2,
…
,c
k
},c
k
表示第k张样本库中煤图像的特征向量，以及对预处理后的岩图像进行特征提取并量化从而得到岩特征向量集合β＝{β1,β2,
…
,β
m
},β
m
表示第m张样本库中岩图像的特征向量，提取的特征包括纹理特征、角点特征、高斯特征等。此处对样本库煤岩图像的特征向量进行一次归类，理论上此时不同煤图像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种煤岩识别系统，其特征在于,第一识别子系统包括图像采集模块、图像处理模块、图像识别模块；图像采集模块包括多个图像采集传感器，将采集的煤岩图像和相对应的空间坐标传输到图像处理模块以提取煤岩图像的特征向量，图像识别模块根据提取的特征向量进行煤、岩识别，控制器根据识别的岩图像和对应的空间坐标，调整采煤机滚筒的高度以避开煤壁中岩。2.如权利要求1所述的一种煤岩识别系统，其特征在于,所述图像采集模块的输出端与所述图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块的输出端与所述图像识别模块的输入端连接，所述图像识别模块的输出端与控制器的第一输入端连接，控制器控制采煤机滚筒调整高度。3.如权利要求1所述的一种煤岩识别系统，其特征在于,还包括第二识别子系统；所述第二识别子系统包括静力触探阵列模块、信号识别模块；所述静力触探阵列模块的信号输出端与所述信号识别模块的信号输入端连接，所述信号识别模块的输出端与控制器的第二输入端连接，控制器的输出端与采煤机滚筒连接；所述静力触探阵列模块包括多个静力触探传感器，用于对将煤壁网格化，并对煤壁施加作用力从而采集对应网格的贯入阻力电信号和空间坐标；所述信号识别模块，用于根据采集的贯入阻力电信号，进行煤岩识别，同时记录空间坐标。4.一种应用于权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李云波，单礼岩，胡运兵，张军，孙喆，阎家光，何昭友，谢成梁，康厚清，杨鹏飞，赵哲，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：新型
国别省市：