[发明专利]一种用于井下钻杆计数的视觉统计方法

说明书

本发明公开了一种用于井下钻杆计数的视觉统计方法，具体为：首先，将卸钻杆视频储存并拆帧，进行归一化处理；建立二分类数据集，依据单帧图像内容划分至数据库对应类别；通过旋转、翻转、亮度增强相结合的预处理方法增加数据集数量；训练改进自适应学习率ResNet‑50网络；之后检测视频中每帧图像类别并输出置信度百分比；当所有图像经过自适应学习率ResNet‑50模型后，将CSV文件中所有第二类非卸杆结果置信度清零，运用积分法对视频输出置信度进行滤波，最后，通过下降沿计算视频中卸杆数量。本发明方法检测精度较高，能够有效降低模型检测带来的误差，提高最终检测精度，同时避免了遮挡带来的检测精度下降问题。

技术领域

本发明属于视觉检测技术领域，具体涉及一种用于井下钻杆计数的视觉统计方法。

背景技术

瓦斯作为危害我国井下生产安全的一大杀手，时刻威胁着井下工人的生命安全。在实际生产中，通过打钻杆的方式抽采煤层中的瓦斯，对打钻数量有定量要求，从而判断瓦斯抽采能力的充足。这使得统计钻杆数量一直是衡量钻孔抽采能力时需要考虑的问题，如何自动统计钻杆数量，避免由于工人误报、漏报给生产安全带来的潜在危害是目前需要解决的问题，从而降低瓦斯安全隐患，确保井下工人的生命安全，减少企业的巨大财产损失。

当前检测钻杆数量的方法主要为人为计数，在视频监控中心通过浏览井下卸钻杆视频，从而人为统计钻杆数量，这种方法自动化水平较低，且相对成本较高；随着图像处理的发展，图像检测钻杆数量相对成本较低且便于安装，中国专利(申请号：201310132223.9，公开号：CN 104100256 B)公开了基于图像处理技术的煤矿井下钻孔深度测量方法，这种方法能够在部分遮挡条件下识别钻杆前后动作，但视频检测时不能有较长时间曝光或遮挡标志物动作，监测抗干扰性较差，有必要提出进一步改善方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于井下钻杆计数的视觉统计方法，解决了现有检测方法中由于抗干扰性低造成检测精度降低的问题。

本发明所采用技术方案是，一种用于井下钻杆计数的视觉统计方法，具体按照以下步骤实施：

步骤一、采集卸钻杆视频，将卸钻杆视频储存并拆帧，对图像进行归一化处理并储存所有单帧图像；建立二分类数据集，依据单帧图像内容划分至数据库对应类别；

步骤二、对于数据集中两类数据数量不均衡、数据数量不足，通过旋转、翻转、亮度增强相结合的预处理方法增加数据集数量；

步骤三、训练改进自适应学习率ResNet-50网络；

步骤四、输入卸杆视频，检测视频中每帧图像类别并输出置信度百分比，将置信度百分比由图像时间序列储存至CSV文件；

步骤五、当所有图像经过自适应学习率ResNet-50模型后，将CSV文件中所有第二类非卸杆结果置信度清零，运用积分法对视频输出置信度进行滤波；

步骤六、统计已滤波0、1信号的下降沿，通过下降沿计算视频中卸杆数量；

统计0、1信号下降沿，若滤波数据由1变为0，则统计数量+1，最终统计钻杆总数量。

本发明的特点还在于，