CN110656979A - 一种探放水监控方法、装置、设备和存储介质 - Google Patents

一种探放水监控方法、装置、设备和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及采矿技术领域,具体涉及一种探放水监控方法、装置、设备和存储介质。本发明实施例公开了一种探放水监控方法,获取矿井内探放点当前的图像帧;确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;判断所述探杆的位置信息是否大于预定的标准值;如果是,则发出报警信息。上述方法,可以辅助工人及时地将探杆设置在预定的位置,提高工人放置探杆的效率,实现了探水监控智能化。

Description

一种探放水监控方法、装置、设备和存储介质
技术领域
本发明实施例涉及采矿技术领域,具体涉及一种探放水监控方法、装置、设备和存储介质。
背景技术
煤矿水害是威胁煤矿井下安全生产的重大危害之一。在生产中必须使用探放水的方法,探明工作面前方的水情,以消除水灾事故隐患,保证采掘工作的安全。鉴于井下探放水钻孔数据量大、钻孔深度较深并存在安全隐患;探水的过程要符合操作规范,如果不合规,很容易造成事故,比如,探水钻孔必须在一定的范围内的特定的角度进行,不能360度钻探;工人不能够站立在探杆的正后方,因为探杆钻孔的过程中,可能会有水从孔喷出对工人造成冲击,而工人受到冲击后探杆可能会拔出钻孔而导致片帮。现有技术中,工人只能够凭借直觉和经验来放置探杆,效率和准确率低。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种探放水监控方法、装置和设备,用以提高探杆放置的效率和准确率。
为实现上述目的,本发明实施例主要提供如下技术方案:
第一方面,本发明实施例提供了一种探放水监控方法,包括:
获取矿井内探放点当前的图像帧;
确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及
确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;
判断所述差值是否大于预定阈值;
如果是,则发出报警信息。
在一种实施方式中,所述位置信息包括:倾斜的角度;
确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息,包括:
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
在一种实施方式中,获取矿井内探放点当前的图像帧后,所述方法还包括:
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱的坐标;
判断所述立柱坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
在一种实施方式中,所述方法还包括:确定所述图像帧中的人;
判断所述人和探杆的位置是否在一条线上,如果是,则发出报警信息。
在一种实施方式中,获取矿井内探放点当前的图像帧之后,所述方法还包括:
在所述图像帧中确定探杆的基准位置;
根据所述基准位置和所述预定标准倾斜角度确定出探杆的目标位置并显示所述探杆的目标位置。第二方面,本申请还提出了一种探放水监控装置,包括:
获取模块,用于获取矿井内探放点当前的图像帧;
位置确定模块,用于确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;
判断模块,用于判断所述差值是否大于预定的阈值;
报警模块,用于如果所述判断模块判断的结果为是,则发出报警信息。
在一种可能的实施方式中,所述确定模块还用于,
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
在一种可能的实施方式中,所述确定模块还用于,
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱的坐标;
判断所述立柱坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
在一种可能的实施方式中,确定模块还用于,确定所述图像帧中的人;
所述判断模块还用于,判断所述人和探杆的位置是否在一条线上;
所述报警模块还用于,如果所述判断模块判断的结果为是,则发出报警信息。
在一种实施方式中,位置确定模块还用于,获取矿井内探放点当前的图像帧之后,在所述图像帧中确定探杆的基准位置;
根据所述基准位置和所述预定标准倾斜角度确定出探杆的目标位置并显示所述探杆的目标位置。
第三方方面,本发明实施例还提供一种探放水监控设备,所述电子设备包括:至少一个处理器和至少一个存储器;
所述存储器用于存储一个或多个程序指令;
所述处理器,用于运行一个或多个程序指令,用以执行如上述任一项所述的方法。
第四方方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令,所述一个或多个程序指令用于被执行如上述任一项所述的方法。
本发明实施例提供的技术方案至少具有如下优点:通过获取矿井内探放点当前的图像帧;确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;判断所述探杆的位置信息差值是否大于预定的标准值阈值;如果是,则发出报警信息;辅助工人及时地将探杆设置在预定的位置,提高工人放置探杆的效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的探水钻机的结构示意图;
图2为本发明实施例提供的探放水监控方法流程图;
图3为本发明实施例提供的一种探水钻机操作标准图;
图4为本发明实施例提供的侧面摄像头拍摄的图像帧示意图;
图5为本发明实施例提供的一种探水孔的分布示意图;
图6为本发明实施例提供的一种摄像头拍摄的图像帧的示意图;图7本发明实施例提供的探放水监控装置示意图;
图8本发明实施例提供的探放水监控设备示意图。
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。
以下描述中,为了说明而不是为了限定,提出了诸如特定系统结构、接口、技术之类的具体细节,以便透彻理解本发明。然而,本领域的技术人员应当清楚,在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本发明。在其它情况中,省略对众所周知的系统、电路以及方法的详细说明,以免不必要的细节妨碍本发明的描述。
探水钻机包括探杆和立柱;参见附图1所示的探水钻机的结构示意图;该探水钻机中,探杆11和立柱10是垂直结构,探杆可以在平面内以立柱为中心进行旋转,灵活地调整角度。探杆包括两部分,立柱左边部分是钻入煤壁部分,立柱右侧部分为手持部分;工人站在立柱后面手持探杆进行钻孔。
探杆也能够在立柱10垂直方向调整位置,探杆钻入煤壁中,进行打孔。操作规范规定,工人使用探杆时必须在一定的角度范围内进行,不能够进行360度范围内的作业。并且工人在钻孔时,不能够站在探杆的正后方,因为如果有水喷出时,工人后撤可能会带动探杆,而探杆带出后,很可能会使孔变大,造成片帮。
基于此,本申请提出了一种探放水的监控方法,参见附图2所示的探放水监控方法流程图,方法包括:
步骤202,获取矿井内探放点当前的图像帧;
其中,在矿井中设置探放点,工人在探放点使用探水钻机进行探放水的操作;把摄像头安装在探水钻机的立柱上,镜头朝下,拍摄画面。
步骤204,确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;
其中,上述的探杆使用目标检测算法识别;可以预先对神经网络进行大量的图片训练,识别出图片中的探水钻机的探杆及其位置;预定标准位置信息可以是提前设计好的图纸中量取的,也可以是预先存储的参数信息。
步骤206,判断所述差值是否大于预定阈值;
其中,预定阈值可以预先设定。
步骤206,如果是,则发出报警信息;如果否,则返回步骤S202。
上述方法,可以辅助工人及时地将探杆设置在预定的位置,提高工人放置探杆的效率。
实现了探水监控智能化。
在一种实施方式中,所述位置信息包括:倾斜的角度;
确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息,包括:
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
其中,计算倾斜角度时,可以采用标记框的中心点的纵坐标y和横坐标的比值;得到该探杆的斜率;再求反正切值得到角度。与标准的倾斜角度值计算差值,需要取差值绝对值来进行。如果差值的绝对值大于标准值,则发出报警信息,从而可以辅助工人放置探杆,提高探杆安置的效率参见附图3所示的一种探水钻机操作标准图;该图是预先设计的图纸,是俯视图,图中,2号探杆和3号探杆的倾斜角度是预先设定的;2号探杆和3号探杆的交点位置是原点,也是钻机的位置。
除了2号探杆和3号探杆之外,还有4号探杆,参见附图4所示侧面摄像头拍摄的图像帧示意图;其中,4号孔位于1号孔的正上方;实施时,可以在在侧面安装摄像头拍摄图像帧来确定4号探杆与1号探杆的角度信息。
为了详细说明探水孔的分布位置,参见附图5所示的一种探水孔的分布示意图;其中,4号孔位于1号孔的正上方;2号孔和3号孔位于1号孔的左右两侧;工人在探杆钻孔时,先钻1号孔,再以1号孔为基准,分别钻2、3、4号孔;分别放置探杆2、3、4时,利用上述的方法可以快速定位安置探杆的位置。为了检验钻机的安放位置是否准确,在一种实施方式中,获取矿井内探放点当前的图像帧后,所述方法还包括:
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱;
确定所述立柱的标记框的中心点的坐标;
其中,采用目标检测算法,使用预先经过训练的神经网络对图像帧中的立柱进行识别;并确定出立柱的标记框的中心点的坐标;为了提高对于立柱的定位的准确性;
其中,神经网络可以采用神经网络Darknet-53;普通的卷积神经网络在达到20层左右时基本失去了学习能力;当层数再增加时,其表征能力会出现下降。而神经网络Darknet-53包括53层卷积层,解决了因网络层数过深而造成的梯度消失问题,从而大大的提升了网络的表征能力,提高了性能。
判断所述立柱坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
其中,可以预先对立柱的坐标设定预定的范围区间,分别对横坐标和纵坐标设定范围区间;比如,横坐标的区间范围是-0.05米到+0.05米;纵坐标的区间范围是-0.05米到+0.05米;如果立柱的标记框的中心点的横坐标和纵坐标坐标落入了该区间范围内,则确定立柱的安装合格。如果立柱的标记框的中心点的坐标没有落入该区间范围内,则确定立柱的安装不合格,发出报警信息。
在一种实施方式中,所述方法还包括:确定所述图像帧中的人;判断所述人和探杆的位置是否在一条线上,如果是,则发出报警信息。
其中,在图像帧中,可以利用目标监测算法来识别出图像帧中的人和探杆;再判断人和探杆是否在同一个直线上,参见附图6所示的本发明实施例提供的一种摄像头拍摄的图像帧的示意图;如图所示,由于摄像头是从上朝下拍摄的;601为探杆的标记框;602为人的标记框;当探杆的标记框601的中心点纵坐标和人的标记框602的中心点的纵坐标相等时,可以确定人和探杆是处于同一个直线。还可以设定一个误差的范围,如果人的标记框602的中心点的纵坐标与探杆的标记框601的中心点的纵坐标的差值在一个预定的范围之内,则确定人和探杆处于一条直线上。
在一种实施方式中,获取矿井内探放点当前的图像帧之后,所述方法还包括:
在所述图像帧中确定探杆的基准位置;
其中,基准孔可以为1号孔;在图像帧中识别出1号孔与原点所对应的位置作为探杆基准位置;
根据所述基准位置和所述预定标准倾斜角度确定出探杆的目标位置并显示所述探杆的目标位置。
其中,一种方式中,具体实施时,系统接收现场工作人员通过智能终端上传的开始探测中孔(1号孔)信息,记录探测中孔时探杆所在的位置信息作为基准信息,根据设计图纸计算未探测探孔探测时探杆与基准信息的倾斜角度,并根据基准信息和倾斜角度得到未探测探孔探测时探杆的标准位置;并在智能终端上显示;摄像头实时监测探杆位置,并在智能终端上显示;
考虑到钻孔比较多的情况,用户可以选择钻孔,在另一种实施方式中,系统接收现场工作人员通过智能终端上传的开始探测中孔(1号孔)信息,记录探测中孔时探杆所在的位置信息作为基准信息,根据设计图纸计算未探测探孔探测时探杆与基准信息的倾斜角度;
当接收到用户选择的钻孔信息,比如3号孔;并根据基准信息和倾斜角度得到选择的钻孔信息所对应的探杆的标准位置;也就是图3中的3号探杆的位置作为标准位置;并在智能终端上显示,可以显示为一条线;当工人放置探杆时,摄像头实时监测探杆的位置,当检测到探杆的位置偏离标准位置时报警。第二方面,本申请还提出了一种探放水监控装置,参见附图7所示的本发明实施例提供的探放水监控装置示意图,该装置包括:
获取模块71,用于获取矿井内探放点当前的图像帧;
位置确定模块72,用于确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;
判断模块73,用于判断所述差值是否大于预定的阈值;
报警模块74,用于如果所述判断模块判断的结果为是,则发出报警信息。
在一种可能的实施方式中,所述位置确定模块72还用于,
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
在一种可能的实施方式中,所述位置确定模块72还用于,
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱的坐标;
判断所述立柱坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
在一种可能的实施方式中,位置确定模块72还用于,确定所述图像帧中的人;
所述判断模块还用于,判断所述人和探杆的位置是否在一条线上;
所述报警模块还用于,如果所述判断模块判断的结果为是,则发出报警信息。
在一种实施方式中,位置确定模块72还用于,获取矿井内探放点当前的图像帧之后,在所述图像帧中确定探杆的基准位置;
根据所述基准位置和所述预定标准倾斜角度确定出探杆的目标位置并显示所述探杆的目标位置。第三方面,本申请还提出了一种探放水监控设备,参见附图8所示的电子设备结构示意图,所述电子设备包括:至少一个处理器81和至少一个存储器82;
所述存储器82用于存储一个或多个程序指令;
所述处理器81,用于运行一个或多个程序指令,用以执行如上述任一项所述的方法。
第四方面,本申请还提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令,所述一个或多个程序指令用于被执行如上述任一项所述的方法。
在本发明实施例中,处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。处理器可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,简称ASIC)、现场可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array,简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。
可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成,或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器,闪存、只读存储器,可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。处理器读取存储介质中的信息,结合其硬件完成上述方法的步骤。
存储介质可以是存储器,例如可以是易失性存储器或非易失性存储器,或可包括易失性和非易失性存储器两者。
其中,非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory,简称ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM,简称PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM,简称EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM,简称EEPROM)或闪存。
易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM),其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明,许多形式的RAM可用,例如静态随机存取存储器(Static RAM,简称SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM,简称DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM,简称SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM,简称DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(EnhancedSDRAM,简称ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synchlink DRAM,简称SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM,简称DRRAM)。
本发明实施例描述的存储介质旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
本领域技术人员应该可以意识到,在上述一个或多个示例中,本发明所描述的功能可以用硬件与软件组合来实现。当应用软件时,可以将相应功能存储在计算机可读介质中或者作为计算机可读介质上的一个或多个指令或代码进行传输。计算机可读介质包括计算机存储介质和通信介质,其中通信介质包括便于从一个地方向另一个地方传送计算机程序的任何介质。存储介质可以是通用或专用计算机能够存取的任何可用介质。
以上所述的具体实施方式,对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述仅为本发明的具体实施方式而已,并不用于限定本发明的保护范围,凡在本发明的技术方案的基础之上,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包括在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种探放水监控方法,其特征在于,包括:
获取矿井内探放点当前的图像帧;
确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及
确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;
判断所述差值是否大于预定阈值;
如果是,则发出报警信息。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述位置信息包括:倾斜的角度;
确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息,包括:
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,获取矿井内探放点当前的图像帧后,所述方法还包括:
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱;
确定所述立柱的标记框的中心点的坐标;
判断所述立柱的标记框的中心点的坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括:确定所述图像帧中的人;
判断人和探杆的位置是否在一条线上,如果是,则发出报警信息。
5.如权利要求2所述的方法,其特征在于,获取矿井内探放点当前的图像帧之后,所述方法还包括:
在所述图像帧中确定探杆的基准位置;
根据所述基准位置和所述预定标准倾斜角度确定出探杆的目标位置并显示所述探杆的目标位置。
6.一种探放水监控装置,其特征在于,包括:
获取模块,用于获取矿井内探放点当前的图像帧;
位置确定模块,用于确定所述图像帧中的探水钻机的探杆的位置信息;以及确定所述探杆的位置信息与预定标准位置信息的差值;判断模块,用于判断所述差值是否大于预定的阈值;
报警模块,用于如果所述判断模块判断的结果为是,则发出报警信息。
7.如权利要求6所述的装置,其特征在于,所述确定模块还用于,
获取图像帧中的所述探杆的标记框的中心点的坐标;
根据所述中心点的坐标计算出探杆的倾斜角度。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述确定模块还用于,
确定所述图像帧中的探水钻机的立柱的坐标;
判断所述立柱坐标是否处于预定的标准值的范围内;
如果否,则发出报警信息。
9.一种探放水监控设备,其特征在于,所述探放水监控设备包括:至少一个处理器和至少一个存储器;
所述存储器用于存储一个或多个程序指令;
所述处理器,用于运行一个或多个程序指令,用以执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机存储介质中包含一个或多个程序指令,所述一个或多个程序指令用于被执行如权利要求1-4任一项所述的方法。
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