矿用设备激光造影视频监控系统技术方案

本发明专利技术提出了一种矿用设备激光造影视频监控系统，包括：所述矿用设备激光造影视频监控系统包括井下激光网格发射器和远程监视系统；所述井下激光网格发射器包括壳体、电源、激光发射器及支架；井下激光网格发射器用于产生平面激光网格生成坐标系，安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围，可调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离以调节激光网格的成像范围。与现有技术相比，本发明专利技术可以精确操作采煤机和掌握采煤机工作时滚筒的运行规律，充分发挥远距离视频监控系统的优越性，准确定位，更好的为煤矿行业服务。

【技术实现步骤摘要】
矿用设备激光造影视频监控系统
本专利技术涉及井下施工过程，在井下施工过程中为工作人员提供所操作设备同其他关键设备的相对位置，特别适用于煤矿井下采煤机、液压支架及煤壁的相对位置，是一种新型矿用设备激光造影视频监控系统。
技术介绍
目前，井下采煤机等大型设备工作时，需要时刻掌握采煤机滚筒同煤壁、液压支架的相对位置、行进方向以便操作人员进行控制，保证采煤机的开采效率和降低事故发生的概率。为精确操作和掌握采煤机工作时滚筒的运行规律，充分发挥远距离视频监控系统的优越性，准确定位，更好的为煤矿行业服务。需要一种新型的矿用设备激光造影视频监控系统，包括专用的井下激光网格发射器、远程监视系统。
技术实现思路
本专利技术为了解决现有连采机或快速掘进机远程遥控工作过程中存在的激光导航光斑目测无法看清、机身姿态无法观测的问题，提供一种矿用激光造影视频监控系统，通过观测激光造影视频，使操作人员能够准确掌握设备工况，通过遥控器实现对设备的远程操作作业。本专利技术提出了一种矿用设备激光造影视频监控系统，包括：所述矿用设备激光造影视频监控系统包括井下激光网格发射器和远程监视系统；所述井下激光网格发射器包括壳体、电源、激光发射器及支架；井下激光网格发射器用于产生平面激光网格生成坐标系，安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围，可调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离以调节激光网格的成像范围。根据本专利技术的一个方面，矿用设备激光造影视频监控系统的电源选用5V本质安全型电源。根据本专利技术的一个方面，井下激光网格发射器采用十字激光发射器,可在壳体内部架设支架，使十字红外激光发射器呈正方形45°角依次等间距固定排列,从而形成激光网格。根据本专利技术的一个方面，井下激光网格发射器采用直线激光发射器，使用横八竖八16个直线激光发射器生成激光网格。根据本专利技术的一个方面，将井下激光网格发射器安装固定于采煤机上，使形成的激光网格射向采煤机滚筒及煤壁，从而产生三个成像平面，也称投影面，第一成像平面为采煤机滚筒背部，第二成像平面为液压支架弯曲下来的护帮内侧，第三成像平面为煤壁。根据本专利技术的一个方面，远程监视系统包括摄像机，无线基站和远程监控站。根据本专利技术的一个方面，在液压支架上安装固定摄像机，镜头对准采煤机滚筒所在的坐标系，使摄像机、井下激光网格发射器及被监控设备保持一致运动。根据本专利技术的一个方面，将激光网格投影的上沿调整到液压支架护帮弯曲下来后的下沿处，使激光网格的上沿稍高于弯曲下来的护帮的下沿。本专利技术还提出了一种矿用设备激光造影视频监控方法，包括如下步骤：将井下激光网格发射器安装固定于采煤机上，使形成的激光网格射向采煤机滚筒及煤壁，产生三个成像平面，也称投影面，第一成像平面为采煤机滚筒背部，第二成像平面为液压支架弯曲下来的护帮内侧，第三成像平面为煤壁；将井下激光网格发射器安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围；调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离，从而调节激光网格的成像范围，同时，被监控设备前方最宜有能成像的平面以便于观察和监控；井下激光网格发射器产生平面激光网格生成坐标系；在液压支架上安装固定摄像机，镜头对准采煤机滚筒所在的坐标系，从而实时不间断掌握滚筒的运行情况。根据本专利技术的一个方面，矿用设备激光造影视频监控方法还包括：井下激光网格发射器采用十字激光发射器,可在壳体内部架设支架，使十字红外激光发射器呈正方形45°角依次等间距固定排列,从而形成激光网格；或者，井下激光网格发射器采用直线激光发射器，使用横八竖八16个直线激光发射器生成激光网格。与现有技术相比，本专利技术可以精确操作采煤机和掌握采煤机工作时滚筒的运行规律，充分发挥远距离视频监控系统的优越性，准确定位，更好的为煤矿行业服务。附图说明结合随后的附图，从下面的详细说明中可显而易见的得出本专利技术的上述及其他目的、特征及优点。在附图中：图1示出了根据本专利技术实施例的激光射线形成网格；图2示出了根据本专利技术实施例的引申坐标系示意图；图3示出了将激光造影视频监控系统安装在采煤机上的位置示意图；图4示出了根据本专利技术实施例的采煤机滚筒成像示意图；图5示出了根据本专利技术的采煤机滚筒成像局部放大示意图；图6示出了根据本专利技术的多个激光发射器实际形成的网格示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。井下激光网格发射器必须满足井下特殊环境——爆炸性环境设备通用要求GB3836.1-2010、B3836.4-2010，包括壳体、电源、激光发射器及支架。井下激光网格发射器产生平面激光网格生成坐标系，根据实际使用环境需要可以随机增大或缩小坐标系。井下激光网格发射器安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围，可调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离调节激光网格的成像范围。同时，被监控设备前方最宜有能成像的平面更便于观察和监控。以监控采煤机滚筒为例，我们采用了8个十字红外激光发射器，生成了一个7x7的网格，监控采煤机滚筒的成像距离满足3M-7M之间即可，激光网格成像距离可根据实际使用设置。如图1所示：一个十字红外激光发射器生成一个十字光标，两个即组成坐标系，使用8个十字光标红外激光发射器即可在成像面形成一个7x7的激光网格，便于监控者使用坐标系的方法获取设备的相对位置及行进轨迹。我们将激光网格引申为坐标系，如图2所示。如果采用十字激光发射器可在壳体内部架设支架，使十字红外激光发射器呈正方形45°角依次等间距固定排列即可形成激光网格。如果采用直线激光发射器，则可使用横八竖八16个直线激光发射器生成激光网格，同样根据使用环境具体选用合适的激光发射器。在实际的煤矿环境中，还可以根据需要分别配置多个十字红外激光发射器和多个直线红外激光发射器相互配合使用。可以采用一个十字红外激光发射器和一个直线红外激光发射器配合使用，从而在成像面上形成栅格；可以采用一个十字红外激光发射器和两个直线红外激光发射器配合使用，两个直线红外激光发射器调整投射角度在投影面上形成正交的十字光标，其交点与十字红外激光发射器投影形成的十字光标中心点呈45度角并偏移一定距离，从而在成像面上形成1个激光网格；同时也可以采用两个十字红外激光发射器配合使用，使得两个十字光标的中心呈45度角排列，从而在成像面上形成1个激光网格；可以采用4个直线激光发射器，2个横向发射，2个竖向发射，从而在成像面上形成1个网格；可以采用一个十字红外激光发射器和4个直线红外激光发射器，十字光标的中心在中间，直线红外激光发射器中2个横向发射，2个竖向发射，分别在十字光标的四周垂直放置，从而在成像面上形成4个网格；以此类推，可以根据实际需要配置任意个十字红外激光发射器和任意个直线红外激光发射器相互配合。多个激光发射器实际形成的网格图如附图6所示。井下激光网格发射器内部接入电源，电源可选用5V本质安全型电源，一个5V本质安全型电源可同时为8个十字红外激光发射器提供能量。具体的，矿用设备激光造影视频监控系统在采煤机上的使用：首先将井下激光网格发射器安装固定于采煤机上，使形成的激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：所述矿用设备激光造影视频监控系统包括井下激光网格发射器和远程监视系统；所述井下激光网格发射器包括壳体、电源、激光发射器及支架；井下激光网格发射器用于产生平面激光网格生成坐标系，安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围，可调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离以调节激光网格的成像范围。

【技术特征摘要】
1.一种矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：所述矿用设备激光造影视频监控系统包括井下激光网格发射器和远程监视系统；所述井下激光网格发射器包括壳体、电源、激光发射器及支架；井下激光网格发射器用于产生平面激光网格生成坐标系，安装于被监控设备后方，使其生成的激光网格能笼罩住被监控设备的最大移动范围，可调节井下激光网格发射器和被监控设备的距离以调节激光网格的成像范围；远程监视系统包括摄像机，无线基站和远程监控站；所述无线基站包括：射频模块，用于将信道调制后的信号通过天线发射出去，或者将天线接收的信号传送给信道调制解调器；信道调制解调器，用于完成接收信号的解调或者发送信号的调制；信道编码/解码模块，用于对解调后的信号或者调制后的信号进行信道解码或者信道编码；其中的信道编码/解码模块采用改进的RS编解码的方法实现；信道编码/解码模块的主控芯片可以采用型号为EPM3128A的芯片，它的RXD0引脚和TXD0引脚与信道调制解调模块的RS232口连接，数据总线线与数据编码/解码模块和微处理器控制模块并联，实现信道编码/解码模块与数据编码/解码模块和微处理器控制模块的数据交互。2.如权利要求1所述的矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：电源选用5V本质安全型电源。3.如权利要求1所述的矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：井下激光网格发射器采用十字激光发射器,可在壳体内部架设支架，使十字红外激光发射器呈正方形45°角依次等间距固定排列,从而形成激光网格。4.如权利要求1所述的矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：井下激光网格发射器采用直线激光发射器，使用横八竖八16个直线激光发射器生成激光网格。5.如权利要求1所述的矿用设备激光造影视频监控系统，其特征在于：将井下激光网格发射器...

【专利技术属性】
技术研发人员：高波，贾华忠，杜文卓，李慧强，刘玉芳，
申请(专利权)人：山西科达自控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：