[发明专利]一种井下输煤图像的煤块面积检测方法

说明书

本发明公开了一种井下输煤图像的煤块面积检测方法，该方法包括以下步骤：一、视频图像采集模块的布设及视频图像的采集；二、运输煤流视频的分解；三、运输煤块图像的初步检测；四、运输煤块图像的增强；五、运输煤块图像的二次检测；六、运输煤块图像中煤块面积的判断及报警；七、煤矿输煤皮带上没有煤块运输提示。本发明方法步骤简单，设计合理，对井下输煤图像进行图像增强，实现井下输煤图像中煤块面积检测，且煤块面积的检测准确度高，有效地适应了煤矿井下非均匀照明环境。

技术领域

本发明属于煤块面积检测技术领域，尤其是涉及一种井下输煤图像的煤块面积检测方法。

背景技术

近年来，随着我国煤炭工业的飞速发展，高产高效综采设备得到有效使用和推广，采煤工作面的深度和高度不断增加，随之而生的较大煤块也会对工作面的设备造成影响。煤矿在综采中会产生大块煤块，体积过大煤块会造成输煤设备煤流不畅、堵塞及碓煤等现象，从而影响矿井生产安全。现排查大面积煤块一种是依靠人工排查，观察并剔除大面积煤块，但工作效率受工人体力、现场环境影响，致使堵塞现象依然时常发生；另一种是采用机械方式，在井下运输煤块中抽样挑选部分煤块，进行称重检测煤炭颗粒度大小，该方法操作步骤较多，无法满足实时性的要求。随着煤炭产业发展数字化、智能化的要求，则需要对井下输煤进行图像拍摄监控，但是由于煤矿井下照度非均匀、图像噪声大，在图像预处理阶段若采用常规的图像增强方法，常会出现过增强、亮度过曝光、方块效应等出现。因此，现如今缺少一种结构简单，设计合理的井下输煤图像的煤块面积检测方法，对井下输煤图像进行图像增强，实现井下输煤图像中煤块面积检测，且煤块面积的检测准确度高，有效地适应了煤矿井下非均匀照明环境。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种井下输煤图像的煤块面积检测方法，其方法步骤简单，设计合理，对井下输煤图像进行图像增强，实现井下输煤图像中煤块面积检测，且煤块面积的检测准确度高，有效地适应了煤矿井下非均匀照明环境。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种井下输煤图像的煤块面积检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、视频图像采集模块的布设及视频图像的采集：

步骤101、沿煤矿输煤皮带布设多组视频图像采集模块，在煤矿井上监控室内设置与所述视频图像采集模块连接的监控计算机；其中，每组视频图像采集模块包括多个设置在煤矿输煤皮带上方的本安摄像头以及设置在煤矿巷道壁上且依次连接的本安交换机、本安光端机和环网交换机，所述本安交换机与多个本安摄像头连接，多个本安摄像头垂直指向煤矿输煤皮带；

步骤102、多个本安摄像头对煤矿输煤皮带的运输煤流视频进行采集，并将采集到的多个运输煤流视频依次经过本安交换机、本安光端机和环网交换机传送至监控计算机；

步骤二、运输煤流视频的分解：

监控计算机将接收到的多个运输煤流视频分别进行分解，则各个运输煤流视频均包括多帧运输煤块图像；其中，多帧运输煤块图像按照采集时间先后顺序进行排列，所述运输煤块图像为RGB图像，所述运输煤块图像的尺寸大小为A×B，A表示行，B表示列；

步骤三、运输煤块图像的初步检测：

监控计算机按照时间先后顺序对多帧运输煤块图像分别进行初步检测，且对各帧运输煤块图像的初步检测均相同，则对任一帧运输煤块图像进行初步检测时，包括以下步骤：

步骤301、监控计算机调取灰度处理模块对运输煤块图像进行灰度化处理，得到运输煤块灰度图像；

步骤302、监控计算机调取拉普拉斯边缘检测模块对运输煤块灰度图像进行边缘提取，得到运输煤块初步边缘图像；

步骤303、监控计算机调取二值化模块对运输煤块初步边缘图像进行二值化处理，得到运输煤块初步二值化图像；其中，运输煤块初步二值化图像中背景区域为黑色，前景区域为白色；