CN109800848A - 一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法 - Google Patents

一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，属于井下煤炭开采领域。该方法包括以下步骤：S1：标记钻杆；S2：检测特殊标记；S3：跟踪特殊标记与计数。直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才再检测到一个运动中的标记块中，只有连续若干帧内，标记块都按照稳定的速度和方向移动，才说明标记块正被缓慢打入墙体内。本发明能够对整个矿井下作业过程准确地进行监控，对防突打钻过程中打入的钻杆数进行自动计数，更加准确高效。这种方法简单、高效、易于推广应用。

Description

一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法
技术领域
本发明属于井下煤炭开采领域，涉及一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法。
背景技术
煤炭形成过程中会产生瓦斯气体。当矿工进行井下煤炭挖掘开采过程中，矿井中瓦斯气体会逐渐等增加，当瓦斯气体达到一定浓度时，能使人因缺氧而窒息，并容易发生燃烧或者爆炸，危害煤矿职工的身体健康和生命安全。因此，为了保护煤矿职工的人身安全，减少事故的发生，煤矿井下挖煤之前需要进行防突打钻，以排除瓦斯气体，并对打钻数量有严格要求。实际矿井作业管理中，通常按照打入钻杆的数量作为对打钻工人进行计工计酬的依据，因此工人会为了更高的劳务报酬而谎报打入钻杆的数量，经常出现工人没按安全要求打足够数量的钻杆，会造成矿井作业严重的安全隐患。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，通过对打钻现场的实时监控视频的智能分析，实现打入钻杆数量的自动统计。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，该方法包括以下步骤：
S1：标记钻杆；
S2：检测特殊标记；
S3：跟踪特殊标记与计数。
进一步，所述步骤S1具体为：通过涂荧光剂、刷特殊颜色涂料或者绘制特殊图案的方式标记钻杆，且标记覆盖钻杆，为环形。
进一步，所述步骤S2具体为：对于检测特殊颜色的标记，利用图片RGB颜色分量信息进行检测；把RGB三维空间做为图像所在的颜色空间，利用图像每个像素点的RBG颜色值距离标记颜色值的空间距离来判断图像中的每一像素是否为标记颜色，即距离小于给定阈值为标记颜色；
对于检测特殊图案的标记，若特殊图案为特殊颜色，则采用检测特殊颜色的标记方法检测；若特殊图案为非特殊颜色，则利用模板匹配或者基于卷积神经网络的目标检测方法进行检测。
进一步，所述步骤S3具体为：检测到特殊标记后对标记进行跟踪，记录其运行轨迹；
每次只有一根杆被打入，即只有一个运动中的标记块，只判断前后相邻帧中检测到的标记区块之间的距离和移动方向，若标记块在连续帧中保持稳定的移动速度和方向，则表明钻杆正在被打入墙内，直到标记块消失在给定阈值的时间后，说明标记块已被打入墙内，则钻杆数加1；
直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才再检测到一个运动中的标记块。
进一步，所述直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才再检测到一个运动中的标记块中，只有连续若干帧内，标记块都按照稳定的速度和方向移动，才说明标记块正被缓慢打入墙体内。
本发明的有益效果在于：能够对整个矿井下作业过程准确地进行监控，对防突打钻过程中打入的钻杆数进行自动计数，更加准确高效。这种方法简单、高效、易于推广应用。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：
图1为本发明流程图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本发明的优选实施例进行详细的描述。
要实现对打入钻杆数量的自动统计，最直观明了的方法就是在监控视频中检测钻杆，并跟踪钻杆运动轨迹，从而判断钻杆是否打入墙体内。而在煤矿井下，由于没有自然采光，人工加的照明灯光不均匀且存在工人的运动干扰，再加上钻杆本身成堆堆放，且打钻现场存在很多其它与钻杆相似的杆状物体，使得检测单根钻杆非常困难。本发明提出在钻杆上进行特殊标记的方法，来简化钻杆的检测与跟踪，即把对钻杆的检测跟踪简化为特殊标记的检测跟踪，这样就能根据特殊标记的运行轨迹，判断钻杆是否被打入墙体内，实现对打入钻杆数量的自动计数。
S1标记钻杆
标记钻杆的方式很多，如涂荧光剂、刷特殊颜色涂料或者绘制特殊图案等。为了便于算法检测，只需选择矿下正常情况不易出现的颜色或者图案即可。因钻杆为圆环形结构，因此特殊标记也需要覆盖一个环，例如刷纯绿色的涂料标记方法：
S2检测特殊标记
对特殊标记进行检测的方法要根据标记的方式而定。例如检测特殊颜色，可以利用图片RGB颜色分量信息进行检测。用纯绿色涂料进行标记，纯绿色的RGB分量信息为R＝0，G＝255， B＝0，把RGB三维空间做为图像所在的颜色空间，则可以利用图像每个像素点的RBG颜色值距离标记颜色值的空间距离来判断图像中的每一像素是否为标记颜色(距离小于给定阈值则为标记颜色)。这样既可检测出图像中的标记颜色区块。
对于特殊图案标记，如果特殊图案是由特殊颜色组成，则可以采用类似特殊颜色检测的方法。如果为非特殊颜色组成的特殊图案，则可利用模板匹配或者基于卷积神经网络的目标检测方法等进行检测。
S3跟踪特殊标记与计数
检测到特殊标记后便要对标记进行跟踪，记录其运行轨迹。因标记选择的是图像中正常情况下不会出现的颜色或图案，因此很难出现干扰物，这样就大大简化的跟踪算法。因为每次只会有一根杆被打入，因此也只有一个运动中的标记块，只需要判断前后相邻帧中检测到的标记区块之间的距离和移动方向，若标记块在连续帧中保持稳定的移动速度和方向，则表明钻杆正在被慢慢打入墙内，直到标记块消失在给定阈值的时间后，说明标记块已被打入墙内，则钻杆数加1。直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才会再检测到一个运动中的标记块。需要说明的是，工人拿钻杆的过程标记块也在运动，但是运动速度和方向不稳定，只有连续若干帧内，标记块都按照稳定的速度和方向移动，则说明标记块正被缓慢打入墙体内。
最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。

Claims (5)

1.一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
S1：标记钻杆；
S2：检测特殊标记；
S3：跟踪特殊标记与计数。
2.根据权利要求1所述的一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，其特征在于：所述步骤S1具体为：通过涂荧光剂、刷特殊颜色涂料或者绘制特殊图案的方式标记钻杆，且标记覆盖钻杆，为环形。
3.根据权利要求1所述的一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，其特征在于：所述步骤S2具体为：对于检测特殊颜色的标记，利用图片RGB颜色分量信息进行检测；把RGB三维空间做为图像所在的颜色空间，利用图像每个像素点的RBG颜色值距离标记颜色值的空间距离来判断图像中的每一像素是否为标记颜色，即距离小于给定阈值为标记颜色；
对于检测特殊图案的标记，若特殊图案为特殊颜色，则采用检测特殊颜色的标记方法检测；若特殊图案为非特殊颜色，则利用模板匹配或者基于卷积神经网络的目标检测方法进行检测。
4.根据权利要求1所述的一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：检测到特殊标记后对标记进行跟踪，记录其运行轨迹；
每次只有一根杆被打入，即只有一个运动中的标记块，只判断前后相邻帧中检测到的标记区块之间的距离和移动方向，若标记块在连续帧中保持稳定的移动速度和方向，则表明钻杆正在被打入墙内，直到标记块消失在给定阈值的时间后，说明标记块已被打入墙内，则钻杆数加1；
直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才再检测到一个运动中的标记块。
5.根据权利要求4所述的一种煤矿井下打钻数量的自动计数方法，其特征在于：所述直到工人再拿起一根钻杆插入钻机卡槽内，才再检测到一个运动中的标记块中，只有连续若干帧内，标记块都按照稳定的速度和方向移动，才说明标记块正被缓慢打入墙体内。
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