CN110422589A - 一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质，该方法，包括：获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。本发明实施例提供的煤矿转载机堆煤安全报警方法能够根据获取到的视频识别煤堆的高度，进一步判断是否报警，与现有技术中采用在转载机进料口处设专人全班监测进料口状态，遇堆煤时及时停机处理的方式相比，能够准确地对煤矿转载机的堆煤情况进行识别，并提醒作业人员处理，避免造成生产事故。

Description

一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质

技术领域

本发明实施例涉及煤矿安全设备技术领域，具体涉及一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质。

背景技术

煤矿综采工作面是井下煤炭的第一生产现场，综采工作面两端头与工作面运输巷、工作面回风巷连通，综采工作面主要由滚筒采煤机、液压支架、刮板输送机、桥式转载机等设备构成，其中，滚筒采煤机是破煤、装煤的作用，即将煤炭从煤体剥离并装入刮板输送机，刮板输送机是工作面运煤设备，桥式转载机是连接刮板输送机与工作面运输顺槽皮带输送机的过渡运输设备，可以改变煤炭运输方向。

综采工作面回采过程中，由于煤壁受压造成的煤壁片帮导致大量大块煤炭进入工作面刮板输送机，经刮板输送机运至转载机后，大块煤炭堵塞转载机进料口，导致刮板输送机运送的煤炭无法顺利进入转载机，造成转载机进料口堵塞堆煤。

转载机进料口堵塞后，工作面采煤机采出的煤炭，无法顺利的经转载机进入皮带输送机，造成转载机进料口堵塞堆煤，采煤机工作面长度长，采煤机司机及其他作业人员无法及时发现转载机堆煤的情况下，持续割煤，造成大量煤炭堆积，淹埋转载机及刮板输送机机头，造成设备损坏，并且作业人员需长时间停机处理堆煤，增加作业人员劳动强度，造成工作面长时间停产。

另外，在转载机堆煤时，工作人员可能在转载机工作的情况下去处理堆煤情况，也可能发生安全生产危险。

因此，如何提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方案，能够准确地对煤矿转载机的堆煤情况进行识别，并提醒作业人员处理，避免造成生产事故，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为此，本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质，能够准确地对煤矿转载机的堆煤情况进行识别，并提醒作业人员处理，避免造成生产事故。

为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

第一方面，本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法，包括：

获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

优选地，所述根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果，包括：

A1：记录实时视频图像中检测到的第一堆煤帧对应的第一时刻；

A2：按照时间顺序检测当前第二图像帧是否为堆煤帧；

A3：如果是，则记录当前第二图像帧对应的第二时刻；

A4：将当前第二图像帧相邻的下一图像帧作为新的当前第二图像帧，进入步骤A2，直到所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值或当前第二图像帧不是堆煤帧；

A5：当所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值时，发出转载机堆煤的报警信号；当当前第二图像帧不是堆煤帧时，消除所述第一时刻的记录；

其中，所述当前第二图像帧为所述第一堆煤帧相邻的下一图像帧；所述堆煤帧为检测到所述转载机堆煤的实时视频图像。

优选地，当所述堆煤判断结果为发生堆煤时，利用实时视频图像判断所述转载机是否停机；

如果否，则发出转载机停机报警信号。

如果是，则判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况；如果无人处理所述转载机的堆煤状况，则发出堆煤处理报警信号。

优选地，所述判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况，包括：

利用图像检测识别模型识别所述转载机的堆煤位置；

识别所述堆煤位置的预设范围内是否有人；

如果所述堆煤位置的预设范围内有人，则判定有人处理所述转载机的堆煤状况；如果所述堆煤位置的预设范围内无人，则判定无人处理所述转载机的堆煤状况。

优选地，还包括：

当有人处理所述转载机的堆煤状况时，判断所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机是否停机；

如果所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机没有停机，则发出停机报警信号；

如果所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机停机，则根据实时视频图像判断所述转载机是否存在堆煤情况；

如果所述转载机不存在堆煤情况，解除堆煤报警信号。

所述判断所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机是否停机，包括：

获取所述转载机的第一实时图像；

利用图像检测识别模型检测第一实时图像上所述转载机的机头是否有煤块；

如果所述转载机的机头有煤块，则判定所述转载机运行；如果所述转载机的机头无煤块，则判定所述转载机停机；

获取所述刮板运输机的第二实时图像；

利用图像检测识别模型检测相邻两张第二实时图像上所述刮板运输机上的煤块的第三位置、第四位置；

判断所述第三位置、第四位置是否相同；如果所述第三位置与所述第四位置相同，则判定所述刮板运输机停机；如果所述第三位置与所述第四位置不同，则判定所述刮板运输机运行。

优选地，还包括：

当检测到所述转载机的堆煤情况时，关闭刮板输送机、所述转载机。

优选地，所述根据实时视频图像判断所述转载机是否存在堆煤情况，包括：

识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

第二方面，本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警装置，包括：

实时视频图像获取模块，用于获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

堆煤判断模块，用于根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

报警发出判断模块，用于利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

优选地，所述堆煤判断模块，包括：

挡煤板、煤料识别单元，用于识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

实时高度确定单元，用于将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

堆煤判断单元，用于根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

第三方面，本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警设备，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如上述第一方面任一种所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。

第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面任一种所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。

本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法，包括：获取转载机上挡煤板的实时视频图像；识别实时视频图像中煤料的高度值；根据所述高度值与预设高度值的大小关系，判断是否发出转载机堆煤的报警信号。本发明实施例提供的煤矿转载机堆煤安全报警方法能够根据获取到的视频识别煤堆的高度，进一步判断是否报警，与现有技术中采用在转载机进料口处设专人全班监测进料口状态，遇堆煤时及时停机处理的方式相比，能够准确地对煤矿转载机的堆煤情况进行识别，并提醒作业人员处理，避免造成生产事故。

本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法、装置、设备、介质，具有相同的上述有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的流程图；

图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的高度值识别流程图；

图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的报警判断流程图；

图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的又一种高度值识别流程图；

图5为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的图像处理流程图；

图6为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的有无人处理判断流程图；

图7为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的转载机停机判定流程图；

图8为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的刮板机停机判定流程图；

图9为本发明一种具体实施方式提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警装置的组成示意图；

图10为本发明一种具体实施方式提供一种煤矿转载机堆煤安全报警系统的组成示意图；

图11为本发明实施例提供的综采工作面设备布置及摄像机安装俯视图；

图12为本发明实施例提供的综采工作面设备布置及摄像机安装主视图；

图13为本发明一种具体实施方式中所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警设备的结构示意图；

图14为本发明一种具体实施方式中所提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参考图1、图2、图3、图4、图5，图1为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的流程图；图2为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的高度值识别流程图；图3为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的报警判断流程图；图4为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的又一种高度值识别流程图；图5为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的图像处理流程图；图6为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的有无人处理判断流程图；图7为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的转载机停机判定流程图；图8为本发明一种具体实施方式所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的刮板机停机判定流程图。

在本发明一种具体实施方式中，本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警方法，包括：

步骤S11：获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

在本发明实施例步骤S11中，首先需要获取转载机上挡煤板的实时视频图像，具体地可以采用高清(720p或以上)摄像机拍摄对准转载机的挡煤板位置，并且实时采集转载机上挡煤板的实时视频图像，当然采集挡煤板的实时视频图像，是为了知晓挡煤板阻挡的煤料高度为多少，因此，摄像机在拍摄时，需要对准挡煤板阻挡煤料的一面。

步骤S12：根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

在上述步骤中，获取到挡煤板的实时视频图像后，如果煤矿的转载机在工作状态，那么会有煤料被挡煤板所阻挡，煤料在挡煤板的位置产生一个高度，在正常情况下，如果煤料的颗粒较小，那么挡煤板阻挡的煤料的高度值会在一个正常的范围内波动，然而，如果综采工作面回采过程中，由于煤壁受压造成的煤壁片帮导致大量大块煤炭进入工作面刮板输送机，经刮板输送机运至转载机后，大块煤炭堵塞转载机进料口，导致刮板输送机运送的煤炭无法顺利进入转载机，造成转载机进料口堵塞堆煤。具体表现为，挡煤板的位置堆积大量的煤料，煤料的高度值会不断增加。

具体在识别实时视频图像中的煤料的高度值时，为了防止偶尔的煤料的高度值的增加产生的误报，可以在一个预设时间长度内，多次识别实时视频图像中煤料的高度值，求取平均值。当然，也可以采用其他的方式，例如可以进行一下步骤：

步骤S21：识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

步骤S22：将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

步骤S23：根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

也就是说，识别一幅实时视频图像中煤料的实时高度值，如果实时煤料高度值都超过了预设高度值，那么可以认为这段时间内的煤料一直都处于堆积状态，当然，也可以采样，对实时视频图像，按照时间的顺序，如果连续N涨实时视频图像都能识别到煤料的高度超过预设高度值，那么可以判定应该发出转载机堆煤的报警信号。

步骤S13：利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

一般地，预设高度值一般设置为转载机的挡煤板在遇到转载机的进料口堵塞的情况下，煤料在挡煤板的高度。如果煤料的高度值超过了预设高度值，则说明煤料没有被正常的输送走，因此需要发出报警信号；如果煤料的高度值没有超过预设高度值，则说明煤料在转载机的挡煤板位置输送正常，无需发出转载机堆煤的报警信号。

具体地，可以在工作面集中控制台安装一个显示屏，识别到堆煤情况后，系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“机头区域堆煤，请停机处理”。同时显示屏显示“机头区域堆煤，请停机处理”通知到集中控制台值守人员。同时，联动工作面语音广播系统，告知工作面作业人员“机头堆煤，请停机处理”。

进一步地，为了防止一时的高度值的瞬间增加造成的误报，可以这样实现根据所述高度值与预设高度值的大小关系，判断是否发出转载机堆煤的报警信号，具体包括以下步骤：

A1：记录实时视频图像中检测到的第一堆煤帧对应的第一时刻；

A2：按照时间顺序检测当前第二图像帧是否为堆煤帧；

A3：如果是，则记录当前第二图像帧对应的第二时刻；

A4：将当前第二图像帧相邻的下一图像帧作为新的当前第二图像帧，进入步骤A2，直到所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值或当前第二图像帧不是堆煤帧；

A5：当所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值时，发出转载机堆煤的报警信号；当当前第二图像帧不是堆煤帧时，消除所述第一时刻的记录；

其中，所述当前第二图像帧为所述第一堆煤帧相邻的下一图像帧；所述堆煤帧为检测到所述转载机堆煤的实时视频图像。

也就是说，可以在检测到堆煤帧时，继续检测，如果在一个时间长度内，一直检测到堆煤帧，中间没有检查到非堆煤帧，那么则说明，这个时间长度内，煤料的高度值都处于非正常状态，并不是一个瞬时状态，因此，如果在这种情况下，发出转载机堆煤的报警信号，比较具有可信度。对于具体的报警方式，可以将报警信号设定声音报警信号、光报警信号，当转载机发生故障时，具体地可以控制设置的闪烁LED灯、蜂鸣器灯发出声光信号。

具体地，首先，可以采用目标检测的方法检测挡煤板和煤料，也就是利用卷积神经网络进行目标(挡煤板、煤料的)检测。卷积神经网络主要包括卷积层、区域提取网络与分类器三个主要模块。其中，卷积层通常为深度卷积神经网络，用于将原始图像通过一系列的卷积、池化等操作转化为更具表达能力、更抽象的高层图像特征，提供给区域提取网络以及分类器。区域提取网络基于卷积提取的图像特征，依据网络提供的一系列框的生成方式生成对应的多个候选框，最终产生一定数量的疑似转载机进料口处煤量的区域。分类器根据提取出的图像特征，对疑似转载机进料口处煤量的区域进行精确分析，最终给出图像中符合煤块的特征区域的坐标，进而得到监测区域是否有煤。当然，也可以采用其他的目标检测模型，利用标记好的挡煤板和煤料照片训练其他的神经网络，使得神经网络具有检测挡煤板和煤料的能力。

如图4所示，挡煤板的第一区域框401，煤料的第二区域框402根据挡煤板，在检测到挡煤板和煤料后，可以在实时视频图像中建立坐标系，对挡煤板的第一区域框401，煤料的第二区域框402进行坐标化，利用坐标系，可以确定出挡煤板的最高点的坐标，煤料的最高点的坐标，从而可以以挡煤板的坐标为基准，求取煤料的高度h，例如挡煤板的高度值为10，而煤料的最高点的坐标在正常情况下为3、4、5、6、7，那么煤料以挡煤板的最高点为基准的高度值为：-7、-6、-5、-4、-3，这些高度值为正常值，负数表示煤料没有超过挡煤板的高度；而如果在非正常情况下，煤料的最高点的坐标可能为11、12、13等，那么煤料以挡煤板的最高点为基准的高度值为：1、2、3等，这些高度值为非正常值，表示煤料超过挡煤板的高度，这时可以发出报警信号。

1)利用目标检测算法识别图片中转载机进料口煤量区域，用红色矩形框标记。记录红色标记框的4个边框参数bx1、by1、bh1、bw1。bx1、by1是红色标记框中心点的坐标，bw1、bh1是红色标记框的长宽。

2)利用目标检测算法识别图片中挡煤板区域，用绿色矩形框标记。记录绿色标记框的4个边框参数bx2、by2、bh2、bw2。bx2、by2是绿色标记框中心点的坐标，bw2、bh2是绿色标记框的长宽。

3)设定图片中挡煤板最高边缘往下h米的位置为转载机进料口堆煤高度最高值，如图4。则h的计算公式为：

利用图像识别算法对转载机进料口处煤量和挡煤板进行目标检测，判断识别的转载机进料口处煤量的上边缘和挡煤板上边缘的距离。如果小于h，则记录该图片的拍摄时间t_1。然后读取下一帧图像，继续判断识别的转载机进料口处煤量的上边缘和挡煤板上边缘的距离，若大于h，继续读取下一帧图像，同时清除记录的t_1；若小于h，则记录该图片的拍摄时间t_2。时间跨度t＝t_2-t_1，此为堆煤时间。若t大于预定报警时间阈值T，即为堆煤情况。

当然，也可以利用第一区域框401的第一高度值与第二区域框402的第二高度值的比值，和煤料的实际高度与挡煤板实际高度的比值相等，来计算煤料的实际高度值，从而可以实现煤料高度值的实际确定。

具体在对实时视频图像进行处理时，由于煤矿内的光照、视觉环境，实时视频图像可能并不够清晰，因此，可以在对识别实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料，这样处理：

步骤S51：当所述堆煤判断结果为发生堆煤时，利用实时视频图像判断所述转载机是否停机；

步骤S52：如果否，则发出转载机停机报警信号。

步骤S53：如果是，则判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况；如果无人处理所述转载机的堆煤状况，则发出堆煤处理报警信号。

具体地，可以利用图像识别算法对转载机与皮带机尾搭接部进行监测，通过判断机尾煤量来判断刮板输送机、转载机是否停机。

如果皮带机尾无煤，则判定刮板输送机、转载机停机。识别到停机情况后，可以继续识别机头区域是否有人处理堆煤。

如果皮带机尾有少量煤，则判定可以刮板输送机、转载机未停机。堆煤后，在刮板输送机、转载机不停机情况下，少量煤可以通过转载机进入皮带机尾。识别到未停机情况后，系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号，可以继续识别机头区域是否有人处理堆煤。具体地，可以进行以下步骤：

为了判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况，具体地，可以利用目标检测算法识别图片中机头挡煤板外及转载机盖板上所有区域，用蓝色矩形框标记。记录蓝色矩形框的4个边框参数bx3、by3、bh3、bw3。bx3、by3是蓝色矩形框中心点的坐标，bw3、bh3是蓝色标记框的长宽。利用目标检测算法识别刮板输送机至机头区域，用黄色矩形框标记，记录黄色矩形框的4个边框参数bx4、by4、bh4、bw4。利用目标检测算法识别蓝色矩形框内是否有作业人员使用工具处理堆煤的动作。若监测到作业人员有使用工具破煤的动作时，识别此时是否发生堆煤。具体地，可以进行以下步骤：

步骤S61：利用图像检测识别模型识别所述转载机的堆煤位置；

步骤S62：识别所述堆煤位置的预设范围内是否有人；

步骤S63：如果所述堆煤位置的预设范围内有人，则判定有人处理所述转载机的堆煤状况；如果所述堆煤位置的预设范围内无人，则判定无人处理所述转载机的堆煤状况。

若未监测到作业人员有使用工具破煤的动作时，则系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“机头区域堆煤，请停机处理”，报警直到监测到有人作业人员处理堆煤情况，解除报警。

更具体地，如果识别到机头区域煤量已经处理且机头区域无堆煤情况，则识别机头区域是否有作业人员，若未识别到作业人员，系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“机头区域堆煤已处理，人员已撤离作业区域，可以开始作业”，联动工作面语音广播，通知工作面作业人员“机头堆煤处理完成，可以开机”。

若识别到作业人员，系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“机头区域堆煤已处理，人员需尽快撤离作业区域”。

如果发现人员不停机处理机头区域堆煤情况时，若识别到机头区域是否有人处理堆煤，则系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“请作业人员停机作业”。摄像头长时间报警，系统会联动刮板输送机及转载机器，强制停机。

因作业人员处理堆煤的动作多样，数据集须涵盖尽量多的处理堆煤动作样式，如此才能保证模型准确识别。

对综采工作面机头区域转载机进料口煤量状态进行监控，当发现转载机进料口处煤量的上边缘和挡煤板上边缘的距离小于预定阈值并且持续时间达到报警时间阈值时，系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号，通知工作面相关作业人员及时处理，避免造成长时间大面积堆煤，造成设备损坏，影响工作面正常生产。

若刮板输送机、转载机停机，则识别井下作业人员是否处理堆煤，若无人处理堆煤，则系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号，通知人员处理，报警直到监测到堆煤被处理解除。若识别到作业人员处理堆煤，则识别作业人员是否撤离作业区域，直到堆煤被处理且人员撤离报警解除，并联动工作面语音广播，通知工作面作业人员“机头堆煤处理完成，可以开机”。

若刮板输送机、转载机未停机，则系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号。识别到作业人员不停机处理堆煤时，则系统将报警信息传输给声光报警器，声光报警器发出报警信号“请作业人员停机作业”。声光报警器长时间报警，系统会联动刮板输送机及转载机器，强制停机。

具体地，为了判断所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机是否停机，可以进行以下步骤：

步骤S71：获取所述转载机的第一实时图像；

步骤S72：利用图像检测识别模型检测第一实时图像上所述转载机的机头是否有煤块；

步骤S73：如果所述转载机的机头有煤块，则判定所述转载机运行；如果所述转载机的机头无煤块，则判定所述转载机停机；

步骤S81：获取所述刮板运输机的第二实时图像；

步骤S82：利用图像检测识别模型检测相邻两张第二实时图像上所述刮板运输机上的煤块的第三位置、第四位置；

步骤S83：判断所述第三位置、第四位置是否相同；如果所述第三位置与所述第四位置相同，则判定所述刮板运输机停机；如果所述第三位置与所述第四位置不同，则判定所述刮板运输机运行。

当然，如果皮带机尾，也就是转载机的机头有少量煤，则判定刮板输送机、转载机未停机。堆煤后，在刮板输送机、转载机不停机情况下，少量煤可以通过转载机进入皮带机尾，具体地，可以在图片中人工标注煤块，利用卷积神经网络对标注框中的内容进行特征提取，从而黄色矩形框识别是否煤，进而判断刮板输送机及转载机是否停机。也就是说，利用图像识别的方式识别皮带机尾是否有煤块，可以对刮板输送机、转载机是否停机进行判定。

与目前采用的在转载机进料口设置专人监测方法相比，本发明更能及时准确的监测转载机进料口堵塞堆煤，避免了因监测人员睡岗、脱岗造成的长时间大面积堆煤的生产事故，减少井下作业人员数量，减低煤矿生产成本。经本发明流程避免了因煤矿综采工作面作业人员处理机头堆煤时，未对刮板输送机、桥式转载机进行停机的三违作业而造成的安全事故。与当前单纯依靠作业人员自觉性以及安全员现场监督相比，本发明能够在摄像头监测到作业人员不停机处理机头区域堆煤时，声光报警器及时向作业人员以及联动工作面发出声光报警，报警更加及时，可靠，减少煤矿事故，提高煤矿安全管理水平。

请参考图9，图9为本发明一种具体实施方式提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警装置900，包括：

实时视频图像获取模块910，用于获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

堆煤判断模块920，用于根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

报警发出判断模块930，用于利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

优选地，所述堆煤判断模块920，包括：

挡煤板、煤料识别单元，用于识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

实时高度确定单元，用于将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

堆煤判断单元，用于根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

请参考图10，图10为本发明一种具体实施方式提供一种煤矿转载机堆煤安全报警系统的组成示意图。

本发明实施例提供一种煤矿转载机堆煤安全报警系统1000，包括：煤矿转载机堆煤安全报警装置1010、摄像机1020；

所述摄像机1020，用于拍摄煤矿转载机的挡煤板的位置的实时视频图像，并将实时视频图像传输到所述煤矿转载机堆煤安全报警装置；

所述煤矿转载机堆煤安全报警装置1010，用于实现如上述第一方面任一种所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。

请参考图11、图12，图11为本发明实施例提供的综采工作面设备布置及摄像机安装俯视图；图9为本发明实施例提供的综采工作面设备布置及摄像机安装主视图。

摄像机1101可以选择高清(720P)防爆摄像机安装在综采工作面运输顺槽1102端头液压支架底座上方顶梁上，随液压支架1103前移。摄像机1101朝向转载机方向，安装角度以能够监测到转载机进料口处挡煤板1108为准。

综采工作面回采过程中，由于煤壁1104受采煤机1105压造成的煤壁片帮导致大量大块煤炭进入工作面刮板输送机1106，经刮板输送机1106运至转载机后，大块煤炭堵塞转载机进料口，导致刮板输送机运送的煤炭无法顺利进入转载机，造成转载机进料口堵塞堆煤1107。

摄像机实时监测转载机进料口区域，每隔N帧对图像采集一帧，N为大于一的正整数。将拍摄到的图片上传到系统中并利用系统中已训练好的模型进行实时分析。首先在图片上设定监测区域，监测转载机进料口与挡煤板区域，用红色矩形框标记。

设定图片中挡煤板最高边缘往下h米的位置为转载机进料口堆煤高度最高值。利用图像识别算法对转载机进料口处煤量和挡煤板进行目标检测，判断识别的转载机进料口处煤量的上边缘和挡煤板上边缘的距离。如果小于h，则记录该图片的拍摄时间t₁。然后读取下一帧图像，继续判断识别的转载机进料口处煤量的上边缘和挡煤板上边缘的距离，若大于h，继续读取下一帧图像，同时清除记录的t₁；若小于h，则记录该图片的拍摄时间t₂。时间跨度t＝t₂-t₁，此为堆煤时间。若t大于预定报警时间阈值T，系统将报警信息传输给摄像机，摄像机发出声光报警。

请参考图13、图14，图13为本发明一种具体实施方式中所提供的一种煤矿转载机堆煤安全报警设备的结构示意图；图14为本发明一种具体实施方式中所提供的一种计算机可读存储介质的结构示意图。

本发明实施例提供煤矿转载机堆煤安全报警设备1300，包括：

存储器1310，用于存储计算机程序；

处理器1320，用于执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述任一种煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。该计算机程序存储于存储器1310中的用于程序代码存储的空间中，该计算机程序有处理器1320执行时实现任一种本发明实施例中的方法。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种具体实施方式所述任一种飞机上轮挡、撤轮挡的时间记录方法的步骤。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的装置，设备和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个装置，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，功能调用设备，或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分步骤。虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (12)

1.一种煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，包括：

获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

2.根据权利要求1所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，

所述根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果，包括：

A1：记录实时视频图像中检测到的第一堆煤帧对应的第一时刻；

A2：按照时间顺序检测当前第二图像帧是否为堆煤帧；

A3：如果是，则记录当前第二图像帧对应的第二时刻；

A4：将当前第二图像帧相邻的下一图像帧作为新的当前第二图像帧，进入步骤A2，直到所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值或当前第二图像帧不是堆煤帧；

A5：当所述第一时刻、所述第二时刻相隔的时长超过预设报警时间阈值时，发出转载机堆煤的报警信号；当当前第二图像帧不是堆煤帧时，消除所述第一时刻的记录；

其中，所述当前第二图像帧为所述第一堆煤帧相邻的下一图像帧；所述堆煤帧为检测到所述转载机堆煤的实时视频图像。

3.根据权利要求1所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，

当所述堆煤判断结果为发生堆煤时，利用实时视频图像判断所述转载机是否停机；

如果否，则发出转载机停机报警信号；

如果是，则判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况；如果无人处理所述转载机的堆煤状况，则发出堆煤处理报警信号。

4.根据权利要求3所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，

所述判断是否有人处理所述转载机的堆煤状况，包括：

利用图像检测识别模型识别所述转载机的堆煤位置；

识别所述堆煤位置的预设范围内是否有人；

如果所述堆煤位置的预设范围内有人，则判定有人处理所述转载机的堆煤状况；如果所述堆煤位置的预设范围内无人，则判定无人处理所述转载机的堆煤状况。

5.根据权利要求3所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，还包括：

当有人处理所述转载机的堆煤状况时，判断所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机是否停机；

如果所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机没有停机，则发出停机报警信号；

如果所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机停机，则根据实时视频图像判断所述转载机是否存在堆煤情况；

如果所述转载机不存在堆煤情况，解除堆煤报警信号。

6.根据权利要求5所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，

所述判断所述转载机、与所述转载机对应的刮板运输机是否停机，包括：

获取所述转载机的第一实时图像；

利用图像检测识别模型检测第一实时图像上所述转载机的机头是否有煤块；

如果所述转载机的机头有煤块，则判定所述转载机运行；如果所述转载机的机头无煤块，则判定所述转载机停机；

获取所述刮板运输机的第二实时图像；

利用图像检测识别模型检测相邻两张第二实时图像上所述刮板运输机上的煤块的第三位置、第四位置；

判断所述第三位置、第四位置是否相同；如果所述第三位置与所述第四位置相同，则判定所述刮板运输机停机；如果所述第三位置与所述第四位置不同，则判定所述刮板运输机运行。

7.根据权利要求5所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，还包括：

当检测到所述转载机的堆煤情况时，关闭刮板输送机、所述转载机。

8.根据权利要求1至7任一项所述的煤矿转载机堆煤安全报警方法，其特征在于，

所述根据实时视频图像判断所述转载机是否存在堆煤情况，包括：

识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

9.一种煤矿转载机堆煤安全报警装置，其特征在于，包括：

实时视频图像获取模块，用于获取转载机的机头挡煤板区域的实时视频图像；

堆煤判断模块，用于根据所述实时视频图像，判断所述转载机是否发生堆煤情况，得到堆煤判断结果；

报警发出判断模块，用于利用所述堆煤判断结果确定是否发出堆煤报警信号。

10.根据权利要求9所述的煤矿转载机堆煤安全报警装置，其特征在于，

所述堆煤判断模块，包括：

挡煤板、煤料识别单元，用于识别所述实时视频图像中的转载机的挡煤板、煤料；

实时高度确定单元，用于将所述煤料的第一最高值减去所述挡煤板的第二最高值的差值，作为煤料的实时煤料高度值；

堆煤判断单元，用于根据所述实时煤料高度值与预设阈值的关系，得到堆煤判断结果。

11.一种煤矿转载机堆煤安全报警设备，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。

12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述煤矿转载机堆煤安全报警方法的步骤。