[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

说明书

本发明实施例公开了基于计算机视觉的巷道掘进监测方法、装置及系统，该方法包括：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。本发明通过进行巷道三维模型的建立，方便操作者对巷道两帮超挖、欠挖，巷道掘进方向偏差等作业情况进行有效监测，保障巷道施工质量。

技术领域

本发明实施例涉及煤矿安全技术领域，具体涉及基于计算机视觉的巷道掘进监测方法、装置及系统。

背景技术

煤矿巷道掘进是指在煤岩层中开掘各种形状、断面的巷道、硐室的作业，为煤矿采煤工作创造条件，是煤矿采煤工作的前提。

煤矿巷道主要用于煤矿井下运输煤炭、大型机电设备、行人、通风、供电、排水等，巷道是否按照设计断面、方向施工，直接影响到巷道机电设备布置，大型机电设备运输及通风风量，所以保证巷道施工质量是煤矿能够安全生产的前提。

煤矿巷道掘进过程中，掘进机长度长，掘进机司机操作位置与工作面煤壁距离远，截割头截割时粉尘大，司机视线差，可视距离短，导致巷道两帮超挖、欠挖，巷道掘进方向偏差的情况时有发生，严重影响巷道施工质量，为煤矿后续生产留下隐患。

因此，在煤矿巷道掘进作业中，急需提供一种监测方法能够对巷道两帮超挖、欠挖，巷道掘进方向偏差等问题进行及时发现并预警。

发明内容

为此，本发明实施例提供基于计算机视觉的巷道掘进监测方法、装置及系统，以解决现有技术中在巷道掘进方向偏差发生偏差时，无法对其进行有效的报警的技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

根据本发明实施例的第一方面，提供了基于计算机视觉的巷道掘进监测方法，该方法包括：

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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；