[发明专利]掘进工作面无人值守自动可视化监控系统及监控方法

说明书

本发明涉及掘进工作面无人值守监控技术与方法，特别涉及掘进工作面无人值守自动可视化监控系统，其中可视化辅助系统包括设置在掘进巷道靠近掘进工作面煤壁的矿用本安型激光射线仪，矿用本安型激光射线仪可向煤壁投射光线，且光线在掘进工作面煤壁形成“门”字型边框示意线；信号采集系统中摄像设备的拍摄方向朝向掘进工作面煤壁，以获取掘进机已经割煤至掘进工作面边缘位置和边框示意线的图像；矿用本安型显示器，其与信号采集系统信号连接，所述矿用本安型显示器用于显示信号采集系统采集的图像信号。本系统为掘进方向的准确度提供精准的参照物，能够很好的解决上述校正精度差的问题，同时可以保持摄像系统持续获取清晰的井下工作画面。

技术领域

本发明涉及掘进工作面无人值守监控技术与方法，特别涉及一种掘进工作面无人值守自动可视化监控系统及监控方法。

背景技术

对于突出煤层掘进工作面，瓦斯突出或者大块煤体进射出伤人安全事故发生的几率最高。近年随着煤炭工业的发展，自动化程度越来越高，但是在掘进工作面，因为在掘进的过程中环境异常恶劣，尚无法实现掘进过程无人值守，其中主要的困难在于无法实现自动可视化监控措施，即使掘进机的控制和液压系统能够达到远程控制的水平，但是由于缺乏自动化远程监控这双“眼睛”，相当于只能做到闭着眼睛“瞎采”，最终无法实现掘进过程无人值守。要想实现掘进无人值守，最大程度上保证施工人员安全，急需远程自动可视化监控这双“眼睛”。

在掘进的过程中，通常以激光指向仪作为掘进巷道垂直度和水平度的校正仪器，而激光指向仪只能是放在掘进面后方处，面向掘进面打出一条激光线，在掘进面正中心形成一个激光点，通过人工判断的方式，以激光点为中心，大致判断掘进巷道的宽度和高度，具有很大的缺点。激光点极容易被遮挡物遮住，不能打到掘进面上；同时激光点不容易观察；而且这种校正精度很差，在长距离的掘进过程中，很容易产生很大的偏离，因此急需一套高精准的线性度校正仪器。

在现有的自动视觉监控系统中，大部分的摄像头不适合应用在掘进的工作环境中，因为在掘进的过程中会产生大量的煤粉粉尘，同时伴随着喷雾，会形成泥浆一样同时伴有油性介质的煤泥，很快糊在摄像头镜头面板上，导致一般的摄像头无法使用。传统的自清洗摄像头通过加入压风、高压水、镜头雨刷器等来解决摄像头除尘问题，但是效果并不理想。加入压风，只能延缓镜头污浊的进程，况且不能阻止带有油性的颗粒状煤粉附着；加入高压水并通过雨刷器的方式，也不能实现自清晰的功能，因为带有油性的煤粉颗粒会随着雨刷刮花摄像头镜头玻璃，而导致摄像头失效。

为了实现掘进工作面无人值守，提高掘进工作面自动化安全生产水平，急需一种掘进工作面自动可视化监控系统及监控方法，实现掘进工作面安全、高效、智能化生产。

发明内容

为解决上述问题，本发明掘进工作面无人值守自动可视化监控系统，为掘进方向的准确度提供精准的参照物，能够很好的解决上述校正精度差的问题，同时可以保持摄像系统持续获取清晰的井下工作画面。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

在第一个技术方案中，掘进工作面无人值守自动可视化监控系统，包括可视化辅助系统、信号采集系统和矿用本安型显示器，其中

可视化辅助系统，其包括设置在掘进巷道靠近掘进工作面煤壁的矿用本安型激光射线仪，所述矿用本安型激光射线仪可向掘进工作面煤壁投射可视化扇形光线，且可视化扇形光线在掘进工作面煤壁形成“门”字型边框示意线；

信号采集系统，其包括若干个摄像设备，该摄像设备的拍摄方向朝向掘进工作面煤壁，以获取掘进机已经割煤至掘进工作面边缘位置和边框示意线的图像；

矿用本安型显示器，其与信号采集系统信号连接，所述矿用本安型显示器用于采集信号采集系统采集的图像信号。

在第一个技术方案中，作为优选的，所述摄像设备包括掘进机左侧自动除尘摄像头、掘进机右侧自动除尘摄像头、以及掘进机尾部自动除尘摄像头。