基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统及方法技术方案

本发明专利技术属于锚杆机钻杆定位技术领域，具体是一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统及方法。包括两个的工业相机、嵌入式数据处理模块、终端以及安装在巷道顶板上的钢带，钢带上设置有一排椭圆形孔，一个工业相机安装在锚杆机机身顶部，该工业相机垂直指向巷道顶板用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像；另一个工业相机安装在旋转拉伸结构的一端，旋转拉伸结构一端与相机保护罩内壁相连，另一端与工业相机固定，镜头垂直指向巷道顶板，当系统进行孔位定位时，旋转拉伸结构将相机移动到锚杆机钻杆头部中心位置，用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像；数据处理模块图像进行处理、特征识别、目标检测和目标定位，通过以太网把数据传输至终端。

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统及方法
本专利技术属于锚杆机钻杆定位
，具体是一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统及方法。
技术介绍
煤矿井下无人化、智慧矿山的发展成为必然的趋势。但是，锚杆机的支护仍需要人工手动操作。矿井中亮度有限，环境较差，工人在进行巷道顶板支护时，会受到周围环境的影响，无法精确地完成，造成此阶段的工作效率低下。为了实现自动化支护，减少作业人数，提高工作效率，巷道顶板钢带上的钻孔定位技术成为了研究热点。随着机器视觉的快速发展，机器视觉导航定位的应用越来越广泛。因为其定位精度高，成本低，所以本专利采用机器视觉进行巷道顶板钢带钻孔的定位。
技术实现思路
本专利技术为了解决上述问题，提供一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统及方法。本专利技术采取以下技术方案：一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统，包括两个的工业相机、嵌入式数据处理模块、终端以及安装在巷道顶板上的钢带，钢带上设置有一排椭圆形孔，其中，一个工业相机安装在锚杆机机身顶部，该工业相机垂直指向巷道顶板用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统，其特征在于：包括两个的工业相机(2)、嵌入式数据处理模块(7)、终端(9)以及安装在巷道顶板上的钢带，钢带上设置有一排椭圆形孔，其中，一个工业相机安装在锚杆机机身顶部，该工业相机(2)垂直指向巷道顶板用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像，并把图像通过以太网传输至数据处理模块；另一个工业相机(2)安装在旋转拉伸结构的一端，旋转拉伸结构一端与相机保护罩内壁相连，另一端与工业相机(2)固定，镜头垂直指向巷道顶板，当系统进行孔位定位时，旋转拉伸结构将相机移动到锚杆机钻杆头部中心位置，用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像，并把图像通过以太网传输至数据处理模块；数据...

【技术特征摘要】
1.一种基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统，其特征在于：包括两个的工业相机(2)、嵌入式数据处理模块(7)、终端(9)以及安装在巷道顶板上的钢带，钢带上设置有一排椭圆形孔，其中，一个工业相机安装在锚杆机机身顶部，该工业相机(2)垂直指向巷道顶板用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像，并把图像通过以太网传输至数据处理模块；另一个工业相机(2)安装在旋转拉伸结构的一端，旋转拉伸结构一端与相机保护罩内壁相连，另一端与工业相机(2)固定，镜头垂直指向巷道顶板，当系统进行孔位定位时，旋转拉伸结构将相机移动到锚杆机钻杆头部中心位置，用来采集巷道顶板钢带上钻孔图像，并把图像通过以太网传输至数据处理模块；数据处理模块图像进行处理、特征识别、目标检测和目标定位，通过以太网把数据传输至终端。


2.一种如权利要求1所述的基于机器视觉的巷道顶板刚带钻孔识别定位系统的使用方法，其特征在于：包括以下步骤，
S100～首先利用工业相机采集大量不同钻孔和同一钻孔不同角度的图像，建立样本库模型；
S200～利用旋转拉伸结构将相机从相机保护罩中移到锚杆机钻杆头部中心位置；
S300～钻杆头部的相机采集钢带特征图像，并把图像传输至数据处理模块，数据处理模块对图像进行去噪，对去噪后的图像进行目标检测与识别，识别目标为钢带上的孔，呈现椭圆形，将图像中呈现椭圆形的区域标记为感兴趣区域，利用前期建立好的钻孔样本库进行目标的匹配识别，图像中钻孔与样本库中图像进行匹配，如果匹配成功，则对钻孔后进行边缘提取，根据目标的轮廓边缘像素点坐标求出目标中心点坐标；并把中心点坐标通过以太网传输至终端；如果匹配不成功，则由锚杆机机身顶部的相机采集钢带特征图像，并把图像传输至数据处理模块，数据处理模块对图像进行去噪，目标检测与识别，对识别到的钻孔进行中心点位置检测，并把中心点...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾曲，田原，陈宁，索艳春，董孟阳，张婷，李涛，郭皇煌，
申请(专利权)人：中国煤炭科工集团太原研究院有限公司，山西天地煤机装备有限公司，
类型：发明
国别省市：山西;14