矿车超载状态检测系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种矿车超载状态检测系统，包括：面积估测设备，用于基于煤块成像特征从接收到的图像中解析出对应各个煤块目标分别对应的各个煤块子图像，并将每一个煤块子图像占据的像素点的数量作为对应煤块目标占据面积输出；实体分析设备，用于基于每一个煤矿目标的成像景深、实景捕获设备的成像参数和所述煤矿目标的占据面积计算所述煤矿目标的垂直横截面的实体面积；体积解析设备，用于估算所述煤块目标的实体体积。本发明专利技术还涉及一种矿车超载状态检测方法。本发明专利技术的矿车超载状态检测系统及方法操作智能、安全可靠。由于解决了煤块目标实体体积估测难的技术问题，从而能够有效识别出矿车体积超载状态。

【技术实现步骤摘要】
矿车超载状态检测系统及方法
本专利技术涉及信号分析领域，尤其涉及一种矿车超载状态检测系统及方法。
技术介绍
信号处理(signalprocessing)是对各种类型的电信号，按各种预期的目的及要求进行加工过程的统称。对模拟信号的处理称为模拟信号处理，对数字信号的处理称为数字信号处理。所谓"信号处理"，就是要把记录在某种媒体上的信号进行处理，以便抽取出有用信息的过程，它是对信号进行提取、变换、分析、综合等处理过程的统称。人们为了利用信号，就要对它进行处理。例如，电信号弱小时，需要对它进行放大；混有噪声时，需要对它进行滤波；当频率不适应于传输时，需要进行调制以及解调；信号遇到失真畸变时，需要对它均衡；当信号类型很多时，需要进行识别等。
技术实现思路
为了解决相关领域的技术问题，本专利技术提供了一种矿车超载状态检测系统及方法，能够引入针对性的煤块体积估测机制准确获取每一块煤块的实体体积，进而确定矿车上各个煤块目标的总体体积，从而能够检测到是否存在煤块体积超载的情况。为此，本专利技术需要具备以下两处重要的专利技术点：(1)估测矿车上每一个煤块目标的实体体积，并基于各个煤块目标的实体体积的和超限时进行即时报警，从而避免因为体积超载造成各项井下事故；(2)基于煤块目标的占据像素点数量、形状、景深以及成像设备的各个成像参数估算煤块目标的实体体积，解决了煤块目标体积测量难的技术问题。根据本专利技术的一方面，提供了一种矿车超载状态检测系统，所述系统包括：超载辨识设备，用于获取各个煤块目标的各个实体体积，并在所述各个实体体积的和超限时，发出矿车超载指令，否则，发出矿车未超载指令；实景捕获设备，用于对运载煤块的矿车进行实景拍摄，以获得并输出相应的矿车实景图像；复合处理机构，包括第一锐化设备、第二锐化设备和实时滤波设备，用于对接收到的矿车实景图像依次进行处理，以获得并输出滤波执行图像；所述第一锐化设备与所述实景捕获设备连接，用于对接收到的矿车实景图像执行基于Kirsch算子的图像锐化处理，以获得并输出相应的第一锐化图像；所述第二锐化设备与所述第一锐化设备连接，用于对接收到的第一锐化图像执行边缘锐化处理，以获得相应的第二锐化图像；实时滤波设备，与所述第二锐化设备连接，用于对接收到的第二锐化图像执行图像滤波处理，以获得滤波执行图像；面积估测设备，与所述复合处理机构连接，用于基于煤块成像特征从接收到的滤波执行图像中解析出对应各个煤块目标分别对应的各个煤块子图像，并将每一个煤块子图像占据的像素点的数量作为对应煤块目标占据面积输出；实体分析设备，与所述面积估测设备连接，用于基于每一个煤矿目标的成像景深、实景捕获设备的成像参数和所述煤矿目标的占据面积计算所述煤矿目标的垂直横截面的实体面积；体积解析设备，分别与所述超载辨识设备和所述实体分析设备连接，用于基于每一个煤块目标的实体面积和每一个煤块目标对应煤块子图像的形状估算所述煤块目标的实体体积。根据本专利技术的另一方面，还提供了一种矿车超载状态检测方法，所述方法包括：使用超载辨识设备，用于获取各个煤块目标的各个实体体积，并在所述各个实体体积的和超限时，发出矿车超载指令，否则，发出矿车未超载指令；使用实景捕获设备，用于对运载煤块的矿车进行实景拍摄，以获得并输出相应的矿车实景图像；使用复合处理机构，包括第一锐化设备、第二锐化设备和实时滤波设备，用于对接收到的矿车实景图像依次进行处理，以获得并输出滤波执行图像；所述第一锐化设备与所述实景捕获设备连接，用于对接收到的矿车实景图像执行基于Kirsch算子的图像锐化处理，以获得并输出相应的第一锐化图像；所述第二锐化设备与所述第一锐化设备连接，用于对接收到的第一锐化图像执行边缘锐化处理，以获得相应的第二锐化图像；使用实时滤波设备，与所述第二锐化设备连接，用于对接收到的第二锐化图像执行图像滤波处理，以获得滤波执行图像；使用面积估测设备，与所述复合处理机构连接，用于基于煤块成像特征从接收到的滤波执行图像中解析出对应各个煤块目标分别对应的各个煤块子图像，并将每一个煤块子图像占据的像素点的数量作为对应煤块目标占据面积输出；使用实体分析设备，与所述面积估测设备连接，用于基于每一个煤矿目标的成像景深、实景捕获设备的成像参数和所述煤矿目标的占据面积计算所述煤矿目标的垂直横截面的实体面积；使用体积解析设备，分别与所述超载辨识设备和所述实体分析设备连接，用于基于每一个煤块目标的实体面积和每一个煤块目标对应煤块子图像的形状估算所述煤块目标的实体体积。本专利技术的矿车超载状态检测系统及方法操作智能、安全可靠。由于解决了煤块目标实体体积估测难的技术问题，从而能够有效识别出矿车体积超载状态。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术实施方案示出的矿车超载状态检测系统所监控的矿车的外形示意框图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的矿车超载状态检测系统及方法的实施方案进行详细说明。视觉分析包括水平视野分析、垂直视野分析和视野协调分析三部分。从视觉心理出发，对道路的空间线形及其与周围自然景观和沿线建筑的协调等进行研究分析，以保持视觉的连续性，使行车具有足够的舒适感和安全感的综合设计称为视觉分析。水平视野分析研究的是设施的横向宽度及空间的纵深距离。科学测定，水平方向视区的中心视角10°以内为最佳视区。人眼在中心视角20°范围内为瞬息视区，可以在极短时间内识别物体。人眼在中心视角30°范围内为有效视区，需要集中精力才能辨别物体形象。人眼在中心视角120°范围内为最大视区，需要集投入相当精力才能识别物体。如果转动头部，人的最大视区范围可达220°。垂直视野分析研究的对象是物体的高度及总体平面配置的进深度。根据科学测定，垂直方向视区中人眼的最佳视区在视平线一下10°，视平线以上10°到视平线以下30°为良好视区，视平线以上60°到视平线以下70°为最大视区。视野协调分析研究的是对视野整体协调性进行的分析。人在观察物体时一般存在三种状态，即远眺，近看与细查。远眺适合总览物体全貌，近看适合观察个别物体，细察是对物体的纹理，材质，肌理等进行仔细的观察。现有技术中，对于矿车重量超载的检测非常简便，只需要在矿车底盘放置一个重量传感器，即可有效测量出矿车负载的煤矿重量，进而准确辨识矿车重量超载的状态，然而，对于矿车体积超载的检测比较艰难，而井下一些事故又和矿车体积超载相关。为了克服上述不足，本专利技术搭建了一种矿车超载状态检测系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。图1为根据本专利技术实施方案示出的矿车超载状态检测系统所监控的矿车的外形示意框图。根据本专利技术实施方案示出的矿车超载状态检测系统包括：超载辨识设备，用于获取各个煤块目标的各个实体体积，并在所述各个实体体积的和超限时，发出矿车超载指令，否则，发出矿车未本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种矿车超载状态检测系统，其特征在于，所述系统包括：/n超载辨识设备，用于获取各个煤块目标的各个实体体积，并在所述各个实体体积的和超限时，发出矿车超载指令，否则，发出矿车未超载指令；/n实景捕获设备，用于对运载煤块的矿车进行实景拍摄，以获得并输出相应的矿车实景图像；/n复合处理机构，包括第一锐化设备、第二锐化设备和实时滤波设备，用于对接收到的矿车实景图像依次进行处理，以获得并输出滤波执行图像；/n所述第一锐化设备与所述实景捕获设备连接，用于对接收到的矿车实景图像执行基于Kirsch算子的图像锐化处理，以获得并输出相应的第一锐化图像；/n所述第二锐化设备与所述第一锐化设备连接，用于对接收到的第一锐化图像执行边缘锐化处理，以获得相应的第二锐化图像；/n实时滤波设备，与所述第二锐化设备连接，用于对接收到的第二锐化图像执行图像滤波处理，以获得滤波执行图像；/n面积估测设备，与所述复合处理机构连接，用于基于煤块成像特征从接收到的滤波执行图像中解析出对应各个煤块目标分别对应的各个煤块子图像，并将每一个煤块子图像占据的像素点的数量作为对应煤块目标占据面积输出；/n实体分析设备，与所述面积估测设备连接，用于基于每一个煤矿目标的成像景深、实景捕获设备的成像参数和所述煤矿目标的占据面积计算所述煤矿目标的垂直横截面的实体面积；/n体积解析设备，分别与所述超载辨识设备和所述实体分析设备连接，用于基于每一个煤块目标的实体面积和每一个煤块目标对应煤块子图像的形状估算所述煤块目标的实体体积。/n...

【技术特征摘要】
1.一种矿车超载状态检测系统，其特征在于，所述系统包括：
超载辨识设备，用于获取各个煤块目标的各个实体体积，并在所述各个实体体积的和超限时，发出矿车超载指令，否则，发出矿车未超载指令；
实景捕获设备，用于对运载煤块的矿车进行实景拍摄，以获得并输出相应的矿车实景图像；
复合处理机构，包括第一锐化设备、第二锐化设备和实时滤波设备，用于对接收到的矿车实景图像依次进行处理，以获得并输出滤波执行图像；
所述第一锐化设备与所述实景捕获设备连接，用于对接收到的矿车实景图像执行基于Kirsch算子的图像锐化处理，以获得并输出相应的第一锐化图像；
所述第二锐化设备与所述第一锐化设备连接，用于对接收到的第一锐化图像执行边缘锐化处理，以获得相应的第二锐化图像；
实时滤波设备，与所述第二锐化设备连接，用于对接收到的第二锐化图像执行图像滤波处理，以获得滤波执行图像；
面积估测设备，与所述复合处理机构连接，用于基于煤块成像特征从接收到的滤波执行图像中解析出对应各个煤块目标分别对应的各个煤块子图像，并将每一个煤块子图像占据的像素点的数量作为对应煤块目标占据面积输出；
实体分析设备，与所述面积估测设备连接，用于基于每一个煤矿目标的成像景深、实景捕获设备的成像参数和所述煤矿目标的占据面积计算所述煤矿目标的垂直横截面的实体面积；
体积解析设备，分别与所述超载辨识设备和所述实体分析设备连接，用于基于每一个煤块目标的实体面积和每一个煤块目标对应煤块子图像的形状估算所述煤块目标的实体体积。


2.如权利要求1所述的矿车超载状态检测系统，其特征在于：
所述实时滤波设备采用CPLD器件来实现，所述CPLD器件采用VHDL语言进行设计。


3.如权利要求2所述的矿车超载状态检测系统，其特征在于：
所述面积估测设备为DSP处理芯片，所述DSP处理芯片内置有定时器和ROM存储器。


4.如权利要求3所述的矿车超载状态检测系统，其特征在于：
所述实时滤波设备和所述面积估测设备之间通过32位并行数据接口进行数据连接和数据交互；
其中，所述实时滤波设备和所述面积估测设备之间还设置有数据缓存设备，所述数据缓存设备通过两个数据接口分别与所述实时滤波设备和所述面积估测设备连接。


5.如权利要求4所述的矿车超载状态检测系统，其特征在于：
所述实时滤波设备和所述面积估测设备共用同一现场计时设备和共用同一供电输入设备。


6...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨明，
申请(专利权)人：杨明，
类型：发明
国别省市：江苏;32