CN103986913B - 一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统 - Google Patents
一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，包括用于采煤机位置检测的煤机位置检测装置；用于采集采煤机工作状态视频的摄像机系统；用于传输摄像机系统视频信号的无线以太网信号发射接收装置；用于处理位置检测装置检测信息和控制采煤机和摄像机的控制系统；本发明的有益效果是采用激光测距和无线传输系统，对采煤机实现实时精确控制。
Description
技术领域
本发明属于煤矿综采监控技术领域，涉及一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统。
背景技术
现有的综采工作面视频监控系统都仅限在液压支架上装配视频采集装置，本发明保留了液压支架上的视频采集装置，并在采煤机的左右摇臂上加装了视频采集装置专门采集综采工作面最关键的工作部位-滚筒的工作状态，由于采煤机不断沿着工作面行走的特性，利用有线的方式传输视频信号可靠性低，目前，现有技术中广泛使用的采煤机定位方式是红外传感器采煤机定位系统，该系统包括电源、红外发射、红外接收三部分组成。电源部分主要实现对发射装置和接收装置的电源共给；红外发射装置安装在采煤机上，用于发射红外信号；红外接收装置安装在液压支架上，用于接收发射装置发射的红外信号。通过红外对射装置可以判断出采煤机所在的位置。红外传感器定位系统由于每个红外接收装置之间都有1.5m左右的距离，这也就导致定位系统本身就具有1.5m的系统误差，再加上干扰等因素，会使定位误差进一步扩大。煤矿井下地形条件复杂，尤其是综采工作面处的工作条件更是恶劣，不适合工作人员长期在采煤面处工作，再加上煤机司机需要不断跟随煤机移动，稍有疏忽，最为关键的作业部(煤机滚筒)就会因为超高发生打到液压支架顶板的事故，导致仪器设备损坏。尤其是在薄煤层矿井井下，工作面空间十分狭小，工作人员在矿井下跟机走动十分困难，更是加大了采煤机的控制难度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，解决了现有的综采工作面情况复杂，工作人员不容易全程跟机控制采煤机导致采煤机设备容易损坏的问题。
本发明所采用的技术方案是一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，其特征在于：包括用于采煤机位置检测的煤机位置检测装置；用于采集采煤机工作状态视频的摄像机系统；用于传输摄像机系统视频信号的无线以太网信号发射接收装置；用于处理位置检测装置检测信息和控制采煤机和摄像机的控制系统；
进一步，所述采煤机安装在刮板运输机上，可沿着刮板运输机运动，刮板运输机一端连接转载运输机，将采煤机采的煤运送给破碎机进行破碎，破碎后的煤通过皮带运输机运送走，采煤机的采煤机摇臂上安装有采煤机端摄像机，采煤机端摄像机用来采集右滚筒和左滚筒的工作视频，采煤机端摄像机连接第一无线以太网信号发射接收器，第一无线以太网信号发射接收器连接第一控制器，第一无线以太网信号发射接收器和第一控制器安装在采煤机机身上，第一端头支架上安装有第一激光测距传感器，第二端头支架上安装有第二激光测距传感器，第一激光测距传感器和第二激光测距传感器的中心抽线和采煤机的中心轴线在同一直线上，第一端头支架和第二端头支架安装在液压支架两端，液压支架上均布安装有多个支架端摄像机和多个第二无线以太网信号发射接收器，第一激光测距传感器、第二激光测距传感器、和支架端摄像机机分别连接第二控制器，第二控制器、第二无线以太网信号发射接收器和支架端摄像机分别连接外部的监控终端。
进一步，所述采煤机端摄像机和支架端摄像机包括枪机和镜头两部分，枪机低功耗、低照度、超级高清晰度、高分辨率、暗区补偿、数字稳定，镜头采用广角、手动光圈和手动变焦。
进一步，所述第一无线以太网信号发射接收器和第二无线以太网信号发射接收器包括：视频采集单元、模数转换单元、通信控制单元和无线AP设备。视频采集单元主要功能是采集模拟的视频信息，模数转换单元将采集到的模拟视频信息转换成数字信号，通信控制单元控制视频采集设备与无线AP之间的通信过程。
本发明的有益效果是采用激光测距和无线传输系统，对采煤机实现实时精确控制。
附图说明
图1为本发明采煤机示意图；
图2为本发明综采工作面跟机视频动态切换监控系统结构示意图。
图中，1.采煤机，2.刮板运输机，3.第一端头支架，4.液压支架，5.转载运输机，6.破碎机，7.皮带运输机，8.第一激光测距传感器，9.第二无线以太网信号发射接收器，10.第二控制器，11.支架端摄像机，12.第二端头支架，13.第二激光测距传感器，101.右滚筒，102.左滚筒，103.采煤机摇臂，104.第一无线以太网信号发射接收器，105.采煤机端摄像机，106.第一控制器，107.采煤机机身。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。
本发明一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统包括用于采煤机1位置检测的煤机位置检测装置；用于采集采煤机1工作状态视频的摄像机系统；用于传输摄像机系统视频信号的无线以太网信号发射接收装置；用于处理位置检测装置检测信息和控制采煤机1和摄像机的控制系统；
本发明具体硬件如图1和图2所示，包括采煤机1，采煤机1安装在刮板运输机2上，可沿着刮板运输机2运动，刮板运输机2一端连接转载运输机5，将采煤机1采的煤运送给破碎机6进行破碎，破碎后的煤通过皮带运输机7运送走，如图1所示，采煤机1的采煤机摇臂103上安装有采煤机端摄像机105，采煤机端摄像机105用来采集右滚筒101和左滚筒102的工作视频，采煤机端摄像机105连接第一无线以太网信号发射接收器104，第一无线以太网信号发射接收器104连接第一控制器106，第一无线以太网信号发射接收器104和第一控制器106安装在采煤机机身107上，第一端头支架3上安装有第一激光测距传感器8，第二端头支架12上安装有第二激光测距传感器13，第一激光测距传感器8和第二激光测距传感器13的中心抽线和采煤机的中心轴线在同一直线上，第一端头支架3和第二端头支架12安装在液压支架4两端，液压支架4上均布安装有多个支架端摄像机11和多个第二无线以太网信号发射接收器9，第一激光测距传感器8、第二激光测距传感器13、和支架端摄像机11机分别连接第二控制器10，第二控制器10、第二无线以太网信号发射接收器9和支架端摄像机11分别连接外部的监控终端。
采煤机端摄像机105和支架端摄像机11包括枪机和镜头两部分，枪机低功耗、低照度、超级高清晰度、高分辨率、暗区补偿、数字稳定，镜头采用广角、手动光圈和手动变焦。采煤机1端的两个摄像机分别安装在左右摇臂上，摄像机镜头的方向分别对准左右滚筒。综采工作面的支架端摄像11机在安装在综采工作面液压支架4上，支架端摄像11镜头的方向与工作面的方向有一定角度的倾斜，倾斜的具体角度由所需的成像范围来定。在第二端头支架12上根据现场的具体工作情况每隔4到5个液压支架4安装一个支架端摄像机11和第二无线以太网信号发射接收器9。第一无线以太网信号发射接收器104和第二无线以太网信号发射接收器9包括：视频采集单元(摄像头)、模数转换单元、通信控制单元和无线AP设备。视频采集单元主要功能是采集模拟的视频信息，模数转换单元将采集到的模拟视频信息转换成数字信号，通信控制单元控制视频采集设备与无线AP之间的通信过程。第二无线以太网信号发射接收器9接收来的视频信号和液压支架4上的支架端摄像机11采集到的视频信号可接入光纤收发器，由固定在液压支架4上的通信光纤传送至顺槽以及地面的监控主机，在顺槽和地面监控主机端采用光纤接收器将光纤传送的视频信号转换为普通视频信号。
煤矿综采工作面智能视频监视系统的监控流程如下：
步骤1，第一控制器106接收到第一无线以太网信号发射接收器104发送过来的控制信号，第一控制器106控制开启装配在采煤机1上的采煤机端摄像机105，并控制采煤机1和采煤机端摄像机105开始工作，采煤机端摄像机105开始采集右滚筒101和左滚筒102工作的视频图像，并通过第一无线以太网信号发射接收器104将视频信号转换为以太网信号后发送出去。
步骤2，第一激光测距传感器8和第二无线以太网信号发射接收器9确定采煤机当前行走位置：采煤机1正常工作是在刮板运输机2上沿着工作面做往复运动，将第一激光测距传感器8和第二激光测距传感器13的中心抽线和采煤机1的中心轴线放置在同一直线上。当采煤机1由右向左行走时，则由第一激光测距传感器8确定采煤机1与测距传感器之间的距离，反之，当采煤机1由左向右行走时，则由第二激光测距传感器13确定采煤机1与测距传感器之间的距离。如此可解决由于液压支架4推溜导致采煤机1和其中一个激光测距传感器不在同一直线上，导致无法测距的问题。因为两个端头支架和工作面的长度都是固定的，所以根据采煤机1与端头支架之间的相对距离，就可得到采煤机1的行走位置。
步骤3，第二控制器10接收到激光测距传感器上传的数据之后，根据上传的数据计算出采煤机1与端头支架间的距离，之后根据这个距离得到采煤机的行走位置。
步骤4，第二控制器10控制采煤机1对应位置的液压支架4上的支架端摄像机11开始上传视频图像，并控制采煤机1上的第二无线以太网信号发射接收器9接收第一无线以太网信号发射接收器104发来的以太网视频信号发送给监控终端。最终由监控终端发送控制信息。
步骤5,监控终端的客户端显示视频画面：客户端可以以两种模式显示视频画面，第一种模式是自动显示采煤机两个滚筒的画面以及采煤机所在位置的实时画面。第二种模式是手动查看所有摄像头的实时画面。
本发明便于工作人员监控综采工作面的情况，降低了人工成本，提高了工作效率。利用煤矿综采工作面跟机视频动态切换监控系统,煤机司机只需要在相对安全的顺槽即可实现对采煤机1的运行状态，特别是对两个煤机滚筒的运行状态进行监控。这样避免了跟机行走的麻烦，也减少了疏忽的几率，降低了设备损坏的几率并提高了工作人员的安全系数。综采工作面动态视频监控系统还能将工作面的实时生产情况传送到地面，供井上工作人员对采煤机1的工作状态进行分析和监控，所以煤矿综采工作面跟机视频动态切换监控系统是实现无人化或少人化采煤工作面的重要组成部分。
本发明具有的优点和积极效果是：通过显示采煤机1上的摄像机采集到的视频图像，将综采工作面最为关键的作业部(煤机滚筒)的实时状态上传至显示设备，再通过智能控制系统结合采煤机实时行走位置，动态的切换显示综采工作面采煤机的实时工作画面，通过光纤网络将将各种监控信息传送到大屏幕显示设备，保证了监控画面的实时性和准确性，大大提高了综采工作面的安全水平，提高了视频传输的可靠性，降低了发生事故的几率，显著提高了安全性能。
以上所述仅是对本发明的较佳实施方式而已，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。
Claims (3)
1.一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，其特征在于：
包括用于采煤机(1)位置检测的煤机位置检测装置；
用于采集采煤机(1)工作状态视频的摄像机系统；
用于传输摄像机系统视频信号的无线以太网信号发射接收装置；
用于处理位置检测装置检测信息和控制采煤机(1)和摄像机的控制系统；
所述采煤机(1)安装在刮板运输机(2)上，可沿着刮板运输机(2)运动，刮板运输机(2)一端连接转载运输机(5)，将采煤机(1)采的煤运送给破碎机(6)进行破碎，破碎后的煤通过皮带运输机(7)运送走，采煤机(1)的采煤机摇臂(103)上安装有采煤机端摄像机(105)，采煤机端摄像机(105)用来采集右滚筒(101)和左滚筒(102)的工作视频，采煤机端摄像机(105)连接第一无线以太网信号发射接收器(104)，第一无线以太网信号发射接收器(104)连接第一控制器(106)，第一无线以太网信号发射接收器(104)和第一控制器(106)安装在采煤机机身(107)上，第一端头支架(3)上安装有第一激光测距传感器(8)，第二端头支架(12)上安装有第二激光测距传感器(13)，第一激光测距传感器(8)和第二激光测距传感器(13)的中心轴线和采煤机的中心轴线在同一直线上，第一端头支架(3)和第二端头支架(12)安装在液压支架(4)的左端和右端，当采煤机由右向左行走时，由第一激光测距传感器确定其采煤机之间的距离，反之，当采煤机由左向右行走时，则由第二激光测距传感器确定其与采煤机之间的距离；液压支架(4)上均布安装有多个支架端摄像机(11)和多个第二无线以太网信号发射接收器(9)，第一激光测距传感器(8)、第二激光测距传感器(13)、和支架端摄像机(11)机分别连接第二控制器(10)，第二控制器(10)、第二无线以太网信号发射接收器(9)和支架端摄像机(11)分别连接外部的监控终端，外部的监控终端用于单画面和多画面的视频显示设备，将采煤机端摄像机(105)和支架端摄像机(11)传送过来的视频信号显示在监控终端。
2.按照权利要求1所述一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，其特征在于：所述采煤机端摄像机(105)和支架端摄像机(11)包括枪机和镜头两部分，枪机低功耗、低照度、超级高清晰度、高分辨率、暗区补偿、数字稳定，镜头采用广角、手动光圈和手动变焦。
3.按照权利要求1所述一种综采工作面跟机视频动态切换监控系统，其特征在于：所述第一无线以太网信号发射接收器(104)和第二无线以太网信号发射接收器(9)包括：视频采集单元、模数转换单元、通信控制单元和无线AP设备，视频采集单元主要功能是采集模拟的视频信息，模数转换单元将采集到的模拟视频信息转换成数字信号，通信控制单元控制视频采集设备与无线AP之间的通信过程。
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