[发明专利]基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统和方法

权利要求书

1.一种基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统，其特征在于，包括：

已数字编号的多个井下摄像模块，设置于井下指定位置，用于拍摄不同工种的井下人员佩戴的安全帽上的标识和观察实时井下画面；其中，所述工作类型至少包括瓦斯工和电钳工；

视频传输模块，用于将所述多个井下摄像模块拍摄得到的视频信号传输到地面控制模块；

地面控制模块，用于接收、处理、分析所述视频信号，形成对应于不同类型工种的拍摄对象的轨迹信息对比数据；

显示模块，用于显示所述轨迹信息对比数据和所有井下摄像机的实时图像，并且通过矩阵主机自动切换画面；

预警模块，用于在工作人员出现误操作时，告知井下人员正确轨迹并警示以防误操作。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统，其特征在于，所述地面控制模块包括：

预设单元，用于根据《煤矿岗位工种操流程安全手册》规定的安全准则，由编程控制器编译，将并将所述预设轨迹按照所述井下摄像模块的数字编号形成数字编码存储于一数据模块；

图像处理单元，用于接收所述视频信号，并基于Opencv对所述视频信号进行处理，形成拍摄对象的轨迹信息；

标识检测单元，用于通过Canny边缘检测出安全帽上的标志，确定佩戴所述安全帽的工作人员的工种；

对比单元，用于将实时图像处理得到的拍摄对象的轨迹信息和所述预设单元预设的相应工种的正确行进轨迹对比。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统，其特点在于，所述对比单元将预设轨迹的数字编码作为一个元素集合A，代表实时路径的数字编码作为元素集合B，A={X/X∈N*}，B={Y/Y∈N*}将轨迹对比的过程类比为集合B的元素按y=x一对一映射到集合A中，如果映射关系不成立集合B中含有集合A以外的其他元素，则认定轨迹异常。

4.根据权利要求2所述的基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统，其特征在于，所述的预设单元预设轨迹由编程控制器编译，并将所述预设轨迹形成文件存储在数据模块；同时将多个所述拍摄模块编号与不同工种工作人员佩戴的安全帽的标识信息整合编译，明确不同位置设置的拍摄模块的可拍摄的工作人员的工种类型。

5.根据权利要求1所述的基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测系统，其特征在于，所述预警模块分别设置于所述每一拍摄模块设置的位置，通过发送警报信号，通知井下工作人员出现轨迹异常。

6.一种基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测方法，其特征在于，包括：

通过设置于井下不同位置的多个已数字编号的摄像机拍摄不同工种的井下人员佩戴的安全帽上的标识和观察实时井下画面；其中，所述工作类型至少包括瓦斯工和电钳工；

将拍摄得到的视频信号传输到地面控制中心；

所述地面控制中心接收、处理、分析所述视频信号，形成对应于不同类型工种的拍摄对象的轨迹信息对比数据；

通过显示器显示所述轨迹信息对比数据和所有井下摄像机的实时图像，并且通过矩阵主机自动切换画面；

在工作人员出现误操作时，告知井下人员正确轨迹并警示以防误操作。

7.根据权利要求6所述的基于机器视觉的煤矿井下人员异常轨迹检测方法，其特征在于，在接收、处理、分析所述视频信号，形成对应于不同类型工种的拍摄对象的轨迹信息对比数据的步骤中，包括步骤：

根据《煤矿岗位工种操流程安全手册》规定的安全准则，由编程控制器编译，将并将所述预设轨迹按照所述摄像机的数字编号形成数字编码存储于一数据库中；

接收所述视频信号，并基于Opencv对所述视频信号进行处理，形成拍摄对象的轨迹信息；

通过Canny边缘检测出安全帽上的标志，确定佩戴所述安全帽的工作人员的工种；

实时对比经图像处理得到的拍摄对象的轨迹信息和预设的相应工种的正确行进轨迹。