[发明专利]基于图像的煤矿掘进工作面冲击地压报警方法

权利要求书

1.一种基于图像的煤矿掘进工作面冲击地压报警方法，其特征在于：煤矿井下，在掘进工作面的掘进巷道中或掘进机上、掘进巷道岔口一侧或两侧放置摄像机；实时检测所采集的各路视频图像数据，检测摄像机及通信线路的工作情况，同时监测附近区域的甲烷传感器数值的变化；当检测到摄像机视频图像中设定区域异常出现物体堆积、或大量物体高速运动时，则判定为数据异常；当检测到数据异常，或数据异常与相关设备故障在短时间内相继出现，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

2.如权利要求1所述的报警方法，其特征在于：摄像机安装位置靠近巷道顶部或高度大于2米；手动设定摄像机焦距和曝光值，并关闭摄像机的自动对焦和自动白平衡功能。

3.如权利要求1所述的报警方法，其特征在于：对掘进工作面的掘进巷道中或掘进机上摄像机监控范围境内的未被掘进机遮挡的部分区域进行设定，在摄像机工作正常及视频通信正常的条件下，当检测到设定区域的视频图像数据发生剧烈变化，而且数据变化不可恢复，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

4.如权利要求3所述的报警方法，其特征在于：对掘进工作面的掘进巷道中或掘进机上摄像机采集的视频图像与背景图像的设定区域运用差分算法进行运算；再对差值图像进行二值化处理实现对运动物体的分割；当统计发现发生了物体移动的区域的像素数超过阈值并持续一段时间，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

5.如权利要求1所述的报警方法，其特征在于：当检测到掘进巷道岔口进风侧或回风侧放置的摄像机所采集的视频图像中有大量物体向巷道远离工作面方向高速运动，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

6.如权利要求5所述的报警方法，其特征在于：对掘进巷道岔口进风侧或回风侧摄像机采集的视频图像与保存的本路背景图像运用差分算法进行运算；在对差值图像进行二值化处理实现对运动物体的分割；当统计发现某路图像中物体移动的区域的像素数均超过相关阈值并持续增大，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

7.如权利要求1所述的报警方法，其特征在于：当检测到画面中的多件原位置固定的物体都向巷道远离工作面方向高速运动，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

8.如权利要求7所述的报警方法，其特征在于：对监控区域进行设定和静态背景图像中的固定物体轮廓形状预先进行设置；运用差分算法对视频图像与保存的背景图像进行运算；对运算得到的差值图像进行二值化处理实现对运动物体的分割；统计各固定物体轮廓形状区域与发生了物体移动的区域的交集像素数，当各交集像素数与各固定物体轮廓形状区域像素数比值超过相关阈值，并持续增大，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。

9.如权利要求1所述的报警方法，其特征在于：可利用摄像机内置或外置的数字信号处理器在视频采集前端完成对视频图像的分析和报警，或直接使用具有移动侦测功能的摄像机进行监控，当侦测到物体移动时发出移动报警信号，同时监测到附近区域的甲烷浓度正常，则发出冲击地压报警信号。