[发明专利]基于视觉信息下的选煤厂煤尘爆炸预警方法

说明书

本发明公开了一种基于视觉信息下的选煤厂煤尘爆炸预警方法，包括步骤：一、煤粉尘图像数据采集及传输；二、煤粉尘图像预处理；三、进行煤尘重叠颗粒分离，识别出煤尘颗粒；四、计算机根据步骤三中识别出的煤尘颗粒，判断摄像头所处区域中的煤粉尘浓度，并在煤粉尘浓度超过预设的煤粉尘浓度报警值时，通过给选煤厂安全管控人员发送短信的方式将需要报警时的报警信息发送出去。本发明方法步骤简单，设计新颖合理，实现方便，能够合理地分离出煤尘重叠颗粒，获得较好的鲁棒性，有效检测出煤粉尘浓度，实用性强，能够很好地应用于选煤厂煤尘爆炸预警中，使用效果好，便于推广使用。

技术领域

本发明属于选煤厂安全技术领域，具体涉及一种基于视觉信息下的选煤厂煤尘爆炸预警方法。

背景技术

在煤尘污染严重的选煤厂，原煤的筛分、破碎以及传输过程中，由于煤炭水分挥发干燥，在受到振动、撞击并引起下落的过程中将生成大量粉尘，煤炭粉尘的浓度达到一定程度时同氧气结合在有明火的条件下，随时会产生煤尘爆炸的恶性安全事故，造成的危害非常大。并且过多的煤尘会造成贵重精密的设备仪器严重磨损，造成机器的老化，降低精密仪器使用年限，同时也会引发工人的尘肺病问题。所以需要对煤尘的变化情况准确了解，以便及时采取相应措施。但早期测量方式大多采用人工手动操作实现，检测过程稳定性较差，获得的结果存在较大误差，精确度不高，无法真正反映出煤尘颗粒浓度变化的规律，不能及时有效地指导防尘降尘工作。为了解决这一问题，人们提出了基于视觉信息下的选煤厂煤尘图像监控分析的方法，当时，现有技术中，还没能很好地实现选煤厂煤尘爆炸预警。

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，提供一种基于视觉信息下的选煤厂煤尘爆炸预警方法，其方法步骤简单，设计新颖合理，实现方便，能够合理地分离出煤尘重叠颗粒，获得较好的鲁棒性，有效检测出煤粉尘浓度，实用性强，能够很好地应用于选煤厂煤尘爆炸预警中，使用效果好，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于视觉信息下的选煤厂煤尘爆炸预警方法，该方法包括以下步骤：

步骤一、煤粉尘图像数据采集及传输：多个摄像头分别对其所处区域内的煤粉尘图像进行实时采集，并将所采集到的煤粉尘图像进行模数转换后实时传输给煤尘爆炸预警计算机；

步骤二、煤粉尘图像预处理：所述煤尘爆炸预警计算机首先对其接收到的煤粉尘图像进行低通滤波处理，获得消除噪声后的煤粉尘图像；接着对煤粉尘图像进行二值化处理，获得煤粉尘目标图像；然后对煤粉尘图像进行图像分割处理，将煤粉尘图像从背景中分离出来；

步骤三、进行煤尘重叠颗粒分离，识别出煤尘颗粒，具体过程为：

步骤301、计算机采用SIFT算法对步骤二处理得到的煤粉尘图像进行特征点提取，提取出煤尘重叠颗粒图像边缘曲线的特征点；

步骤302、计算机采用调用重叠颗粒交点提取模块提取出步骤301中提取得到的煤尘重叠颗粒图像边缘曲线的特征点中的重叠颗粒交点；

步骤303、计算机采用果蝇算法进行煤尘重叠颗粒分离，识别出煤尘颗粒，具体过程为：

步骤3031、在每相邻两个重叠区域交点之间的特征点中随机抽取6个，对每相邻两个重叠区域交点之间的特征点进行椭圆拟合，得到椭圆的表达式f(x,y)＝ax²+bxy+cy²+dx+ey+h＝0中的6个参数a、b、c、d、e、h的一组值；

步骤3032、设置迭代次数，初始化果蝇群体的位置；

步骤3033、初始化的果蝇个体利用嗅觉搜寻食物的随机方向与飞行距离；

步骤3034、计算果蝇个体与原点之间的距离D和味道浓度S；

步骤3035、把S带入味道浓度判定函数；