[发明专利]基于图像处理的电机车行人监测报警系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种安全监测技术领域，具体涉及煤矿用电机车行人的安全监测报警系统及方法。 

背景技术

矿用机车主要用于井下运输大巷和地面的长距离运输，它相当于铁路运输中的机车头，牵引着由矿车或人车组成的列车在轨道上行走，完成对煤炭、矸石、材料、设备、人员的运送。矿用机车按使用动力不同，分为电机车和内燃机机车，其中电机车由于具有成本低、运输能力大、维护简单、使用操作方便、可运送井下各种货物和人员等优点，多年来一直作为矿井下的运输设备，在矿井运输中占有重要的地位。 

近年来，煤矿安全事故频发。由于矿井下情况复杂，巷道窄，既作为行人巷道，又作为运输巷道。由于电机车运行频繁，运行距离较长，因此时常出现行人不遵守交通规则或者机车司机疲劳、疏忽、误判断、麻痹等状况产生，而导致电机车撞人的事件仍时有发生，造成的后果非常严重，危害巨大，极大地影响了煤矿企业正常有序的安全生产。其中电机车的司机是电机车安全行驶的关键，因此往往因为出现上述状况而造成人身伤害事故。 

为了解决矿井电机车存在的运输安全问题，目前已研发出基于超声波或红外线或激光测量的监测系统。但由于电机车在行驶过程中，视觉系统与景物之间存在相对运动，而且在地面冲击或其它外力作用下，系统还会产生振动、偏移等不确定性运动，输出图像质量明显下降，而影响电机车的司机判断。另外，还有大量无用信息的干扰。 

另外，由于矿井下机车干扰信号严重、噪音大、振动大、温度条件特殊、运行时间长、电压要求特殊、安全要求高等要求，目前现有的监测系统都不能满足其要求，监测不准确，遗留有安全隐患。 

发明内容

本发明就是要解决上述不足，提供一种安全性高、监测范围广的基于图像处理的电机车行人监测报警系统，提高了煤矿电机车运输环节的安全可靠性及自动化管理水平。本发明的另一个目的是提供基于图像处理的电机车行人监测报警方法。 

为了达到上述效果，本发明提供基于图像处理的电机车行人监测报警系统，包括电机车，所述电机车的顶部安装有红外摄像仪，所述红外摄像仪的输出端电连接有视频编码器，所述 视频编码器将红外摄像仪采集到的模拟视频信号转换成数字图像信号输出给处理器，所述处理器的输出端通过继电器与报警器电连接。 

所述处理器由将视频编码器的信号进行解码、存储、分析的DSP芯片与驱动继电器工作的ARM芯片构成，所述DSP芯片通过HPI接口与ARM芯片通信。 

所述继电器为常开继电器，所述报警器为声光报警器。 

所述红外摄像仪包括安装在电机车的头部与尾部的前红外摄像仪、后红外摄像仪，所述前红外摄像仪与后红外摄像仪分别通过切换开关与视频编码器电连接。 

上述的基于图像处理的电机车行人监测报警方法，包括以下步骤： 

(1)采集图像：利用设于电机车顶部的红外摄像仪采集电机车前、后的现场图像； 

(2)图像预处理：视频编码器将红外摄像仪采集到的模拟视频信号转换成数字图像信号以同步信号格式输出到DSP芯片；DSP芯片对接收到的图像经高斯滤波器滤波后去除图像上的噪声和假轮廓，保持图像边界的完整性；并对灰度图像进行自适应校正后再对数字图像进行二值化处理； 

(3)对灰度图像中轨道边缘进行识别检测与拟合； 

(4)结合(2)中对图像的二值化处理对运动行人精确分割提取出行人完整的轮廓，进行行人初始检测，再二次进行行人定位判断，得到行人的准确信息； 

(5)判断前方轨道上有行人，则DSP芯片将有行人信息通过HPI接口传输给ARM芯片；ARM芯片立刻驱动继电器工作，继电器线圈通电，常开触点闭合，声光报警器发出语言报警提示； 

(6)分析结果表明前方轨道上没有行人，则继续前序步骤处理下一张图片。