[发明专利]一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法

权利要求书

1.一种基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法，特征在于：采用数字相机等时间间隔同时获取采煤机滚筒截割过的煤壁、滚筒正下方空中落煤和刮板机中部槽上煤堆的图像，应用图像识别技术分析计算每幅图像中煤的成分占比，以3幅图像煤成分占比的平均值和平均值增量作为输入量，以滚筒高度调节量作为输出量进行模糊控制，实现采煤机滚筒高度的自动调节。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法，其特征在于：所述采煤机滚筒截割过的煤壁位于滚筒行进方向的反向延长线上，所选位置应保证图像质量不受粉尘和喷雾的影响；所述滚筒正下方空中落煤是指处于下落过程中的煤岩混合物，图像采集位置位于滚筒正下方的中部；所述刮板机中部槽上煤堆的位置选择应保证煤堆形态不受落煤撞击的影响；数字相机快门速度的选择应保证图像质量不受滚筒行进速度、落煤速度和刮板机输送速度的影响。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法，其特征在于：所述应用图像识别技术分析计算每幅图像中煤的成分占比包括以下步骤：

(1).将图像划分成N个大小相同的子图；

(2).根据煤与其它物质纹理特征的差异对各子图进行纹理识别，根据识别结果将子图标记为煤或其它；

(3).统计标记为煤的子图个数为M，计算煤的成分占比为：R＝(M/N)×100％。

4.根据权利要求1所述的基于图像识别的采煤机滚筒自动调高方法，其特征在于：以3幅图像煤成分占比的平均值和平均值增量作为输入量，以滚筒高度调节量作为输出量进行模糊控制的过程包括以下步骤：

(1).根据3幅图像当前时刻的煤成分占比R(x，t)(x＝1，2，3，t为采样时刻)和前一采样时刻的煤成分占比R(x，t-1)(x＝1，2，3)求取3幅图像煤成分占比的平均值：以及平均值的增量：ΔR‾(t)=R‾(t)-R‾(t-1);]]>

(2).对输入量进行模糊化，基本论域为：[0％，100％]，模糊论域为：{0，1，2，3}，模糊子集取为：{S，M，L，XL}，含义分别为煤成分占比低、中、较高、高；对输入量进行模糊化，基本论域为：[-100％，100％]，模糊论域为：{-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集取为：{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，含义分别为煤成分占比大幅降低、中等幅度降低、小幅降低、不变、小幅增加、中等幅度增加、大幅增加；对输出量：滚筒高度调节量U(t)进行模糊化，基本论域为：[-h，h]，其中h为滚筒高度上下调节的最大值，模糊论域为：{-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集取为：{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，含义分别为滚筒高度大幅下降、中等幅度下降、小幅下降、不变、小幅上升、中等幅度上升，大幅上升；

(3).建立模糊控制规则库，包含以下28条规则：

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=Z);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=Z);]]>

(4).进行模糊推理得到模糊控制输出量U(t)，对U(t)反模糊化得到精确调节量，根据精确调节量调节采煤机的滚筒高度。