【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于井下智能打钻视频领域，涉及一种基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法。
技术介绍
1、煤矿井下对采掘作业有“先探后掘、先抽后采”的要求，即掘进作业前应先探明前方无水害等安全风险，采煤之前应先抽取煤层内的瓦斯。
2、打钻是实现探放水和瓦斯抽采的重要手段，而钻孔的深度直接关系到探放水和瓦斯抽采的效果，与煤矿安全紧密相关。因此，监管各钻孔深度是否达到设计要求，是煤矿安全工作的重要内容之一。
3、目前多数煤矿已建设“一钻一视频”系统，可实现打钻过程的实时监控和录像回放，但钻孔深度仍需人工完成，即人员通过查看实时打钻视频或视频录像记录钻杆数量和各钻杆的长度，最终计算出钻孔深度。该方式存在工作量大、效率低、易出错等弊端。
4、现有技术cn109598710b提出了一种煤矿钻杆自动计数方法，采集图像信息，获取钻机位置信息；根据所述钻机位置信息，定位钻杆判断区域；根据钻杆判断区域内的钻杆及其周围图像的像素变化，判断钻杆是否处于工作状态；计算钻杆处于工作状态时的钻入距离；根据所述钻入距离获取对矿井打入钻杆的数量，进行计数。
5、在目前现有的技术方案中，存在以下缺陷：目前根据视频分析的钻杆数量和钻孔深度的计算方法都是在默认使用的所有钻杆的长度都是统一的情况下进行的，但在实际的工作环境中存在使用不同长度的钻杆进行钻孔的情况，这就导致现有技术通过视频分析获取钻杆数量，再通过钻杆数量乘以钻杆长度得到钻孔深度并不准确，甚至出现较大误差。
技术实现思路p>
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法。
2、为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，该方法包括以下步骤：
4、s1、对不同长度的钻杆进行预处理，为每个钻杆添加钻杆标记；
5、s2、在钻机的夹持器的退钻端和进钻端分别添加第一标记和第二标记；
6、s3、进钻时通过摄像仪获取目标物信息，目标物包括钻杆标记、夹持器的第一标记、第二标记以及注水器；
7、s4、视频分析系统根据获取的目标物信息的位置变化关系调整逻辑程序步进状态，并根据目标物信息对钻杆数量进行计数和对钻孔深度进行计算。
8、进一步，在s1的预处理过程中，通过对不同长度的若干种类型的钻杆取其不同长度对应的最大公约数或次大公约数作为每个钻杆上的两个相邻钻杆标记之间的间隔距离，其中，保证每个钻杆的两端均绘制有钻杆标记，并且，每个钻杆上的标记数量大于等于3；预处理完成后的钻杆上的相邻钻杆标记之间的距离l1输入至视频分析系统。
9、进一步，在s2中，夹持器靠近待钻孔的巷道壁的一端为进钻端，夹持器远离待钻孔的巷道壁的一端为退钻端，在夹持器的侧面靠近退钻端的位置处设置第一标记，在夹持器的侧面靠近进钻端的位置处设置第二标记，第一标记、第二标记以及钻杆标记彼此之间以颜色和/或形状进行区分。第一标记、第二标记之间的距离l2输入至视频分析系统，并计算l1/l2。
10、进一步，在s3中，摄像仪以能够拍摄进钻过程的方式进行安装，摄像仪获取的图像信息传输至视频分析系统，视频分析系统按照时间间隔对摄像仪获取的视频图像进行抽帧处理，将抽出的图像信息中的目标物以矩形框识别框进行表，再通过获取矩形识别框的顶点和中心点坐标确定每个目标物的位置。
11、进一步，在s4中，包括以下步骤：
12、s41、初始化参数，包括初始化进钻准备标志位、进钻执行标志位、进钻完成标志位，并记录钻杆数量和钻孔深度；
13、s42、视频分析系统根据目标物信息判断是否满足进钻条件，若不满足则等待；若满足则将进钻准备标志位置为1；进钻准备标志位为1时，计算注水器与夹持器的第一标记之间的距离，并根据钻杆上的钻杆标记数量确定当前钻杆的长度；
14、s43、在进钻准备标志位为1的情况下，当识别到注水器与夹持器的第一标记之间的距离减少时，进钻执行标志位置为1，进钻准备标志位置为0；
15、s44、在进钻执行标志位为1的情况下，当识别到注水器与夹持器的第一标记之间的距离小于换杆阈值时，进钻完成标志位置为1，进钻执行标志位置为0；
16、s45、进钻完成标志位为1时，视频分析系统中的钻杆数量+1，当前钻孔深度等于钻孔深度+当前钻杆长度；返回s41重复执行，直至结束。
17、进一步，进钻准备标志位的值为0或1，其代表是否处于进钻准备阶段，0代表否，1代表是；进钻执行标志位的值为0或1，其代表是否处于进钻执行阶段，0代表否，1代表是；进钻完成标志位的值为0或1，其代表当前进钻是否完成，0代表否，1代表是。钻杆数量和钻孔深度初始为0，每完成一次进钻则更新一次钻杆数量和钻孔深度。
18、进一步，进钻条件至少包括：
19、a、识别到夹持器的第一标记、第二标记，识别到夹持器的第一标记侧的钻杆上至少2个及以上钻杆标记，识别到注水器；
20、b、识别到夹持器的第一标记、第二标记以及2个及以上的钻杆标记共线；
21、c、识别到钻杆上相邻钻杆标记之间的距离与夹持器的第一标记和第二标记之间的距离比值与视频分析系统中预先计算的比值l1/l2一致。
22、进一步，判断夹持器的第一标记、第二标记以及2个及以上的钻杆标记是否共线的方式为：
23、1)获取夹持器第一标记和第二标记的中心点坐标(x1，y1)、(x2，y2)，并绘制直线(y-y1)/(y2-y1)＝(x-x1)/(x2-x1)；
24、2)获取钻杆标记的矩形识别框的右上、右下坐标(x0，y3)、(x0，y′3)，并计算x0在直线上的纵坐标y0；若y′3<y0<y3，则判定为该钻杆标记与夹持器前后的第一标记和第二标记共线；
25、3)若钻杆上2处及以上的钻杆标记与夹持器的第一标记和第二标记共线，则判定钻杆与夹持器共线。
26、本专利技术的有益效果在于：
27、本专利技术能够通过钻杆标记和夹持器上的标记是否满足约束条件来准确地判断钻杆的状态，以避免在自动计数的过程中错误地判断钻杆的数量；并且，能够通过不同长度的钻杆上的钻杆标记的数量准确判断当前钻杆的长度，从而保证在计算钻孔深度的过程中能够根据当前钻杆的程度精确地计算出当前钻孔深度，减小由于使用不同长度的钻杆造成的深度计算误差。
28、本专利技术的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
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1.一种基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在S1的预处理过程中，通过对不同长度的若干种类型的钻杆取其不同长度对应的最大公约数或次大公约数作为每个钻杆上的两个相邻钻杆标记之间的间隔距离，其中，保证每个钻杆的两端均绘制有钻杆标记，并且，每个钻杆上的标记数量大于等于3；预处理完成后的钻杆上的相邻钻杆标记之间的距离L1输入至视频分析系统。
3.根据权利要求2所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在S2中，夹持器靠近待钻孔的巷道壁的一端为进钻端，夹持器远离待钻孔的巷道壁的一端为退钻端，在夹持器的侧面靠近退钻端的位置处设置第一标记，在夹持器的侧面靠近进钻端的位置处设置第二标记，第一标记、第二标记以及钻杆标记彼此之间以颜色和/或形状进行区分，第一标记、第二标记之间的距离L2输入至视频分析系统，并计算L1/L2。
4.根据权利要求3所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在S3中，摄
5.根据权利要求4所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在S4中，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：进钻准备标志位的值为0或1，其代表是否处于进钻准备阶段，0代表否，1代表是；进钻执行标志位的值为0或1，其代表是否处于进钻执行阶段，0代表否，1代表是；进钻完成标志位的值为0或1，其代表当前进钻是否完成，0代表否，1代表是；钻杆数量和钻孔深度初始为0，每完成一次进钻则更新一次钻杆数量和钻孔深度。
7.根据权利要求5所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：进钻条件至少包括：
8.根据权利要求7所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：判断夹持器的第一标记、第二标记以及2个及以上的钻杆标记是否共线的方式为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在s1的预处理过程中，通过对不同长度的若干种类型的钻杆取其不同长度对应的最大公约数或次大公约数作为每个钻杆上的两个相邻钻杆标记之间的间隔距离，其中，保证每个钻杆的两端均绘制有钻杆标记，并且，每个钻杆上的标记数量大于等于3；预处理完成后的钻杆上的相邻钻杆标记之间的距离l1输入至视频分析系统。
3.根据权利要求2所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在s2中，夹持器靠近待钻孔的巷道壁的一端为进钻端，夹持器远离待钻孔的巷道壁的一端为退钻端，在夹持器的侧面靠近退钻端的位置处设置第一标记，在夹持器的侧面靠近进钻端的位置处设置第二标记，第一标记、第二标记以及钻杆标记彼此之间以颜色和/或形状进行区分，第一标记、第二标记之间的距离l2输入至视频分析系统，并计算l1/l2。
4.根据权利要求3所述的基于进钻视频分析的钻杆数量及钻孔深度计算方法，其特征在于：在s3中，摄像仪以能够拍摄进钻过程的...
【专利技术属性】
技术研发人员：张海峰，罗明华，黄春，朱兴林，方崇全，李一文，向兆军，张先锋，刘晏驰，游磊，陈雨，周斌，孙柳军，秦伟，佘影，杨筱彧，罗川，饶俊宏，向亮，
申请(专利权)人：中煤科工集团重庆研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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