【技术实现步骤摘要】
本专利技术公开了一种水力切割系统，属于玉石矿开采设备，具体涉及一种玉石矿山开采用水利切割方法及系统。
技术介绍
1、玉石开采一般需要以下步骤：踏勘：在矿区进行勘探，确定矿区的地质情况、矿体的位置、大小和形状等参数。机械开采：使用机械设备开采玉石。运输：将玉石运输到加工厂或矿石堆放场。破碎：使用破碎机将玉石破碎成合适的大小。分选：利用人工进行分选。精选：对分选后的矿石进行进一步加工，提高玉石的含玉率和回收率。
2、但现有技术中的玉矿开采多采用物理机械开采方式，这种方式具有一定的危险性；此外玉石开采采用的运输方式速度慢，且需要人工操作开采，难度系数大。
技术实现思路
1、专利技术目的：提供一种玉石矿山开采用水利切割方法及系统，解决上述提到的问题。
2、第一方面：
3、一种玉石矿山开采用水利切割系统，所述水力切割系统包括：
4、视频监控单元，利用视频采集进行实时获取水刀的运行情况，并进行转换为视频流数据进行传输至控制单元中，控制单元进行情况识别；
5、雷达监测单元，利用雷达探头实时感知车体周围情况，并进行将电磁波信号传输至控制单元中，控制单元进行危险感知；
6、红外检测单元，利用红外激光发射器采集水刀的路径情况，并进行将信号传输至控制单元中，控制单元进行并进行路径实时优化；
7、驱动单元，用于水利切割装置的运行及切割工作
8、控制单元，根据水利切割装置的运行及切割工作并结合所述视频监控单元、雷
9、在进一步的实施例中，所述视频监控单元通过相机实时采集所述节流喷嘴的与切割区域情况，并通过显示屏呈现给操作人员查看；所述监控探头由音频采集单元、低照度视频采集单元、通信接口单元、存储单元、处理单元、供电单元和显示器组成；
10、所述音频采集单元、低照度视频采集单元、通信接口单元、存储单元和供电单元分别与所述处理单元连接；所述显示器通过所述通信接口单元连接，所述通信接口单元外接主控端。
11、在进一步的实施例中，所述音频采集单元的拾音器和所述低照度视频采集单元的摄像头采集到的模拟信号经过编解码得到yuv数字视频信号和i2s标准的数字音频信号，通过所述处理单元压缩编码后获得h.264/h.265视频数据流和wav音频数据流；压缩后的音视频数据通过所述存储单元存储，并对数据进行rtp封装，然后进行数据流化，并将rtsp视频流经过所述通信接口单元传输到显示器和外部主控机端的视频监控端。
12、在进一步的实施例中，所述雷达监测单元通过发送电磁波感知周围环境情况，并通过其内部的成像系统呈现出周围情况，所述成像系统接收返回的无线电波，并进行点云预处理、姿态自适应感知以及位置感知，从而确定水力切割系统的位置。
13、在进一步的实施例中，所述点云数据预处理过程包括点云坐标转换和点云滤波。
14、在进一步的实施例中，所述红外检测单元通过红外激光发射器向所述节流喷嘴的位置发射红外射线源，并通过路径优化系统实现路径成像和路径规划。
15、在进一步的实施例中，所述路径规划通过对红外激光发射器和切割位置的特征点进行编码，成为路径点；计算整个流程的适应度；并优先检查目前的切割路径是不是最优路径，是则直接输出结果，不是则采用局部算子进行优化，对个体执行选择、优化和组合操作；当达到阈值的遗传代数输出最优路径。
16、第二方面：
17、一种玉石矿山开采用水利切割方法，用于实现上述所述玉石矿山开采用水利切割系统，包括以下流程：
18、驱动流程：采用开采设备以在矿井区域内进行移动和调节；
19、切割流程：当驱动到指定位置时，利用高压水和磨料形成水刀沿规划的路线进行玉石开采切割；
20、循环流程：利用水泵、水管和过滤器，将水刀喷出流至地面的水源进行抽取、过滤并再次回到水箱中，形成水循环；
21、监控流程：通过相机实时采集所述节流喷嘴的与切割区域情况，并通过显示屏呈现给操作人员查看；
22、环境感知流程：通过发送电磁波感知周围环境情况，并通过其内部的成像系统呈现出周围情况
23、路径优化流程：通过人工红外激光引导或者路径自动优化切割实时监测水到的切割路径和玉石表面的纹理情况，进行实时优化切割路径。
24、在进一步的实施例中，所述路径规划的具体步骤如下：
25、步骤1.种群初始化编码；每条路径点由n+m-1个节点组成，前n-1个节点代表红外激光器抵达特征点的排列，剩下的m个节点表示每个激光器能够到达的特征点的数量。因为红外激光器必定从设备的发射点原点出发和返回，所以这个特征点不包括在路径点中，以节省内存。然后生成多个路径点，这些路径点组成初始种群。
26、步骤2.适应度函数；
27、步骤3.优化路径操作；根据设计的路径点。路径点中第一部分中的特征点只能出现一次，第二部分的节点值之和必须等于特征点的总数。因为这些约束条件，所以采用优化的遗传算子改进进化机制；
28、路径点的第一部分，有两种优化操作方法，分别是随机交换和反向交换。随机交换就是选择两个不同的随机位置这两个节点进行交换。反向交换是选择两个随机的节点片段，片段内节点的位置颠倒；
29、路径点的第二部分，即激光器能够到达的特征点数，采用随机分布优化法。随机选择两个不同的位置，确保两个不同的位置特征点小于等于最大数目且大于等于1；
30、步骤4.组合操作；利用边缘重组组合算子修改组合路径点的第一部分。。这即如果一条编码出现在优质路径点上，它被认为是一个好的节点，并且有更高的机会出现在最优解中；
31、步骤5.最优路径计算；局部算子是使用局部搜索技术，引入两个局部算子：组合消除算子通过对激光器到达特征点顺序的重新排列，缩短总加工路径；分支定界算子为了从一条加工路径出发，为一部分特征点构成的集合选择最优路径。
32、有益效果：本专利技术公开了一种地下玉石开采水力切割系统，属于玉石矿开采设备
，具体涉及一种玉石矿山开采用水利切割方法及系统，所述水力切割系统通过驱动单元进行水利切割装置的运行及切割工作，通过控制单元根据水利切割装置的运行及切割工作并结合所述视频监控单元、雷达监测单元和红外检测单元的检测情况进行对水利切割装置控制，同时利用通讯单元进行水利切割系统与外部总控制端进行通讯；从而本专利技术实现使用水刀开采矿山或地下玉石，从而保证玉石开采的完整度，且提高开采工作效率，同时本专利技术设置多个监测单元，实现对周围情况、节流喷嘴情况和路径情况的监测，可根据实施情况进行及时调整，从而可以大大提高矿下工作的安全性，同时提高切割玉石的含玉率和回收率。
【技术保护点】
1.一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述水力切割系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述视频监控单元通过相机实时采集所述节流喷嘴的与切割区域情况，并通过显示屏呈现给操作人员查看；所述监控探头由音频采集单元、低照度视频采集单元、通信接口单元、存储单元、处理单元、供电单元和显示器组成；
3.根据权利要求2所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述音频采集单元的拾音器和所述低照度视频采集单元的摄像头采集到的模拟信号经过编解码得到YUV数字视频信号和I2S标准的数字音频信号，通过所述处理单元压缩编码后获得H.264/H.265视频数据流和WAV音频数据流；压缩后的音视频数据通过所述存储单元存储，并对数据进行RTP封装，然后进行数据流化，并将RTSP视频流经过所述通信接口单元传输到显示器和外部主控机端的视频监控端。
4.根据权利要求1所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述雷达监测单元通过发送电磁波感知周围环境情况，并通过其内部的成像系统呈现出周围情况，所述成像系统接收返回
5.根据权利要求4所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述点云数据预处理过程包括点云坐标转换和点云滤波。
6.根据权利要求1所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述红外检测单元通过红外激光发射器向所述节流喷嘴的位置发射红外射线源，并通过路径优化系统实现路径成像和路径规划。
7.根据权利要求6所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述路径规划通过对红外激光发射器和切割位置的特征点进行编码，成为路径点；计算整个流程的适应度；并优先检查目前的切割路径是不是最优路径，是则直接输出结果，不是则采用局部算子进行优化，对个体执行选择、优化和组合操作；当达到阈值的遗传代数输出最优路径。
8.一种玉石矿山开采用水利切割方法，用于实现权利要求1至7任一项所述玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，包括以下流程：
9.根据权利要求8所述的一种玉石矿山开采用水利切割方法，其特征在于，所述路径规划的具体步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述水力切割系统包括：
2.根据权利要求1所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述视频监控单元通过相机实时采集所述节流喷嘴的与切割区域情况，并通过显示屏呈现给操作人员查看；所述监控探头由音频采集单元、低照度视频采集单元、通信接口单元、存储单元、处理单元、供电单元和显示器组成；
3.根据权利要求2所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述音频采集单元的拾音器和所述低照度视频采集单元的摄像头采集到的模拟信号经过编解码得到yuv数字视频信号和i2s标准的数字音频信号，通过所述处理单元压缩编码后获得h.264/h.265视频数据流和wav音频数据流；压缩后的音视频数据通过所述存储单元存储，并对数据进行rtp封装，然后进行数据流化，并将rtsp视频流经过所述通信接口单元传输到显示器和外部主控机端的视频监控端。
4.根据权利要求1所述的一种玉石矿山开采用水利切割系统，其特征在于，所述雷达监测单元通过发送电磁波感知周围环境情况，并通过其内部的成像系统呈现出周围情况，所述成像系统接收...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵钺，赵永峰，肖彤，苏成哲，张军奎，朱明，张兴智，
申请(专利权)人：兰州有色冶金设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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