[发明专利]基于计算机视觉的巷道掘进监测方法、装置及系统

权利要求书

1.基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取掘进工作面迎头向外区域图像；

在所述掘进工作面迎头向外区域图像中识别锚杆托盘；

根据第n排所述锚杆托盘线性拟合生成第一线型框；

根据第n+1排所述锚杆托盘线性拟合生成第二线型框；其中，n为大于等于1的正整数；

基于所述第一线型框与所述第二线型框建立巷道三维模型；

所述方法还包括：在所述掘进工作面迎头向外区域图像中识别中线吊锤；

根据所述中线吊锤绘制实际中线；确定第一线型框中线、第二线型框中线与所述实际中线存在偏差时，发出偏差告警。

2.根据权利要求1所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述基于所述第一线型框与所述第二线型框建立巷道三维模型，具体包括：以所述第一线型框定位标识点与所述第二线型框定位标识点的连线作为y轴；以平行于所述第一线型框所在平面且过图像识别装置的平面为xOz平面，以y轴与xOz平面交点为原点，建立空间笛卡尔直角坐标系；

以巷道设计参数对所述第一线型框和/或所述第二线型框进行限定；进而生成所述巷道三维模型。

3.根据权利要求2所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，还包括：

生成截割面线型框；

获取截割头运动轨迹；

根据截割头运动轨迹与所述截割面线型框位置关系确定是否存在超挖和/或欠挖；

是，则发出超挖和/或欠挖告警。

4.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述生成截割面线型框，具体包括：

在所述掘进工作面迎头向外区域图像中识别掘进机尾部图像；

确定掘进机尾部特征点在所述巷道三维模型中的坐标P(x,y,z)；

以P点的y轴坐标值加上掘进机机身长度确定截割头的y轴坐标y₁；

以(0,y₁,0)为所述截割面线型框定位标识点，导入所述第一线型框或所述第二线型框的线型，生成所述截割面线型框。

5.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述确定掘进机尾部特征点在所述巷道三维模型中的坐标P(x,y,z)，具体包括：

基于双目立体视觉模型，由所述掘进机尾部特征点在左右两图像识别装置中的坐标p_left＝(X_left,Y_left)，p_right＝(X_right,Y_right)，左右两图像识别装置中的基线距离，及图像识别装置的焦距，求得掘进机尾部特征点在所述巷道三维模型中的坐标P(x,y,z)。

6.根据权利要求3所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述根据截割头运动轨迹确定是否存在超挖，具体包括：确定截割头运动轨迹是否超出截割面线型框范围；是，则确定为超挖。

7.根据权利要求4所述的基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，其特征在于，所述根据截割头运动轨迹确定是否存在欠挖，具体包括：确定一次作业周期内，截割头运动轨迹起始点与终点的水平距离是否小于所述巷道设计宽度w；是，则确定为欠挖。

8.一种基于计算机视觉的巷道掘进监测装置，其特征在于，所述装置包括：获取单元、处理单元；

获取单元，用于获取掘进工作面迎头向外区域图像；

处理单元，用于在所述掘进工作面迎头向外区域图像中识别锚杆托盘；根据第n排所述锚杆托盘线性拟合生成第一线型框；根据第n+1排所述锚杆托盘线性拟合生成第二线型框；其中，n为大于等于1的正整数；基于所述第一线型框与所述第二线型框建立巷道三维模型。