CN111698476B - 一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪及其控制方法，其摄像仪中：摄像机构通过吊挂机构与驱动机构连接；控制器在工作面环境的能见度等于或超过设定阈值时控制驱动机构带动摄像机构的防尘罩转出防尘仓，摄像机构中的摄像头对工作面环境进行实时监控，在工作面环境的能见度低于设定阈值时控制摄像机构的保护罩转入防尘仓，防尘仓对摄像机构的保护罩进行防尘保护。以上方案，使摄像头始终能够拍摄到清晰的图像，提高了摄像头的可靠性与工作质量，从而为无人化工作面提供了安全、可靠、高质量的视频监视设备。

Description

一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪及其控制方法

技术领域

本发明涉及矿井下的视频监控技术领域，特别涉及一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪及其控制方法。

背景技术

目前，我国煤矿已有一百多个智能化工作面，这些智能化工作面配备了大量的摄像仪，用来进行工作面生产现场及其设备工作状态视频监视和环境识别，也是操作人员在监控中心和地面进行远程干预的必要手段。同时，通过视频图像识别，可以进行煤岩识别，实现采煤机基于煤岩分界的自动化割煤，还可以进行放煤过程中的煤矸图像识别，实现放顶煤工作面的自动化放煤控制。

在实际应用时，工作面中的采煤机在割煤时会产生较大的粉尘，同时工作面中还含有较大水汽浓度，因此工作面配置的摄像仪镜头前端的玻璃镜面上会粘附到空气中的水汽和粉尘，污染镜面，导致摄像仪采集的图像模糊，影响采集的质量，导致在顺槽集控中心或地面调度室的视频监视器上显示的监视画面上显示图像模糊不清，目前尚没有较好的去除方法，严重影响了摄像机的拍摄效果，依赖于人工查找、人工清理，清洁难度较大，同时由于摄像仪的安装位置在工作面受到限制，大采高安装在7～8m高的位置，需要踩上梯子才能够着，而在薄煤层工作面，支架空间很小，需要趴到摄像仪的地方去清理，所以，使得清洁摄像仪镜头既不方便，也不安全，不仅加大了矿工的工作量，同时由于无法保证实时清洁摄像仪的镜面，采集图像数据分析的及时性、可靠性大大的降低，使得监控中心的远程遥控功能无法实施，极大的制约了工作面无人化技术的研究与应用。

为了解决视频摄像仪防尘问题，现有技术中也提出了多种不同的解决方案，但是基本是基于两种思路：

一种是通过设置刷洗装置，对被污物覆盖的摄像仪镜头进行擦洗；另一种是直接将摄像仪放置于防尘装置内部，通过防尘装置防止摄像仪的镜头被污物覆盖。通过清洗摄像仪镜头的方式效果较差，由于煤矿井下生产过程中不断的有粉尘吹来，清洗未干的玻璃上还是难以避免粉尘粘附，不能解决根本问题。而将摄像仪放置于防尘装置中，一旦防尘装置受污染，就无法确定当前环境下是否达到了摄像仪工作条件，无法确定摄像仪所拍摄到的结果是否准确。

发明内容

本发明实施例旨在提供一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪及其控制方法，以解决现有技术中煤矿井下视频监控用摄像仪无法同时防尘以及拍摄清晰度要求的技术问题。

为此，本发明实施例提供一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，包括控制器、监控组件和防尘仓，所述监控组件包括摄像机构、吊挂机构和驱动机构；其中：

所述摄像机构包括密封的保护罩和设置于所述保护罩内的摄像头，所述保护罩具有透视面，所述摄像头通过所述透视面拍摄所述保护罩外的视频图像；所述驱动机构固定于待安装部位，所述保护罩通过所述吊挂机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构的被控端接收所述控制器的控制指令后带动所述保护罩转动或静止以调节所述保护罩内的所述摄像头的拍摄视角；

所述防尘仓通过固定板与所述待安装部位连接且所述防尘仓设置于所述摄像机构的一侧，所述防尘仓包括透明板和设置于所述透明板上的柔性密封部件；

所述控制器在工作面环境的能见度低于设定阈值时控制所述驱动机构带动所述保护罩的透视面转入所述防尘仓，所述透视面转入所述防尘仓时所述透视面进入所述柔性密封部件围成的密闭空间内；所述控制器在工作面环境的能见度等于或超过所述设定阈值时控制所述驱动机构带动所述保护罩的透视面转出所述防尘仓，所述保护罩内的所述摄像头获取工作面环境的视频图像并发送至所述控制器。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，所述柔性密封部件为橡胶圈或由多组刷毛相接触地排列而成的圆形刷带；所述保护罩的所述透视面转入或转出所述防尘仓时，所述柔性密封部件对所述透视面进行清扫。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，所述驱动机构包括电机和减速器；

所述电机的被控端与所述控制器的输出端连接，所述电机的输出端根据所述控制器输出的控制指令旋转或静止；

所述减速器的输入端与所述电机的输出端连接，所述减速器的输出端与所述摄像机构的所述保护罩连接；所述减速器在电机的输出端的驱动下带动所述保护罩旋转或静止。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，还包括：

清洗驱动电机，设置于所述待安装部位处，其被控端与所述控制器的输出端连接，其输出端根据所述控制器输出的控制信号旋转或静止；

刮板，其上设置有刮片且所述刮片与所述透明罩的观察窗相对设置；所述刮板与所述清洗驱动电机的输出端连接，在所述清洗驱动电机的驱动下带动所述刮片沿所述透明罩的观察窗移动。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，还包括：

电控阀，其一端与液源的出液口连通，另一端与液管连通，所述液管的开口朝向所述防尘仓的透明板的外表面；其中，所述电控阀的被控端与所述控制器的输出端连接；所述控制器控制所述清洗驱动电机的输出端旋转的同时控制所述电控阀开启。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，所述液源为所述工作面中的水源；或者，

所述液源为设置于所述待安装部位的液箱，所述液箱中盛有清洗液。

可选地，上述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪中，还包括：

支撑架，设置于开设在液压支架顶梁底部的安装槽内，所述支撑架上分布有所述待安装部位。

本发明还提供一种应用于以上任一方案中的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的控制方法，包括如下步骤：

在采煤工作开始后，控制器控制摄像机构中的摄像头对工作面环境进行监控，摄像头将获取到的工作面环境的视频图像作为实时图像发送至控制器；所述控制器将所述实时图像发送至监控主机；同时，所述控制器根据所述实时图像与预存的标准图像的灰度值确定工作面环境中的第一实时能见度：

若所述第一实时能见度低于设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述摄像机构的所述保护罩的透视面转入所述防尘仓，以使所述透视面进入防尘仓中柔性密封部件围成的密闭空间内，所述摄像头通过所述透视面以及所述透明罩获取所述工作面环境的背景图像后发送至所述控制器，所述控制器根据所述背景图像和预存的标准图像的灰度值确定工作面中的第二实时能见度：

若所述第二实时能见度等于或大于所述设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述保护罩转出所述防尘仓，所述摄像头继续获取工作面环境的实时图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述实时图像发送至监控主机。

可选地，上述的控制方法中，通过如下方式获得预存的标准图像：

在所述采煤工作开始前，所述摄像头获取工作面环境的初始图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述初始图像作为所述标准图像。

可选地，上述的控制方法中，所述控制器控制所述驱动机构以带动所述摄像机构的所述保护罩的透视面转入所述防尘仓时，还包括如下步骤：

所述控制器获取所述保护罩的透视面转入所述防尘仓之前获取的最后一帧实时图像；

所述控制器根据所述保护罩的透视面转入所述防尘仓后获取的背景图像与所述最后一帧实时图像的灰度值确定第三实时能见度；

若所述第三实时能见度低于设定清洗阈值，则输出清洗控制信号；

清洗驱动电机的被控端接收到所述清洗控制信号后，其输出端旋转带动刮板转动，所述刮板上设置的刮片沿透明罩的外表面移动对所述透明罩进行清扫。

可选地，上述的控制方法中，所述方法还包括如下步骤：

所述控制器输出所述清洗控制信号的同时，向电控阀输出开启信号；

所述电控阀的被控端接收到所述开启信号后开启，液源中的清洗液经电控阀和液管后朝所述透明罩的外表面喷洒。

本发明提供的以上方案，能够在工作面环境中粉尘较大时控制摄像机构的保护罩进入防尘仓内，使摄像机构处于被保护状态且停止对工作面环境的监控工作，避免将不准确的监控结果发送至控制器，而在工作面环境中粉尘较小时控制摄像机构的防尘罩转出防尘仓，摄像头继续对工作面环境进行实时监控并反馈监控结果至控制器。从而使摄像头始终能够拍摄到清晰的图像，提高了摄像头的可靠性与工作质量，无需人工对摄像机构的保护罩擦拭等维护工作，从而为无人化工作面提供了安全、可靠、高质量的视频监视设备。

附图说明

图1为本发明一个实施例煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的结构框图；

图2为本发明另一个实施例所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的结构示意图；

图3为本发明又一个实施例所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的结构示意图；

图4为本发明一个实施例所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪控制方法的流程图；

图5为本发明一个实施例所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和提供的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

本实施例提供一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，如图1所示，包括控制器100、监控组件200和防尘仓302，其中：

所述监控组件200包括驱动机构201、吊挂机构202和摄像机构203；参考图2，所述摄像机构203包括密封的保护罩208和设置于所述保护罩208内的摄像头207，所述保护罩208具有透视面，所述摄像头207通过所述透视面拍摄所述保护罩208外的视频图像；所述驱动机构201固定于待安装部位，所述保护罩208通过所述吊挂机构202与所述驱动机构201连接，所述驱动机构201的被控端接收所述控制器100的控制指令后带动所述保护罩208转动或静止以调节所述保护罩208内的所述摄像头207的拍摄视角；所述防尘仓302通过固定板301与所述待安装部位连接且所述防尘仓302设置于所述摄像机构203的一侧，所述防尘仓302包括透明板和设置于所述透明板上的柔性密封部件209；所述控制器100在工作面环境的能见度低于设定阈值时控制所述驱动机构201带动所述保护罩208的透视面转入所述防尘仓302，所述透视面转入所述防尘仓302时所述透视面进入所述柔性密封部件209围成的密闭空间内；所述控制器100在工作面环境的能见度等于或超过所述设定阈值时控制所述驱动机构201带动所述保护罩208的透视面转出所述防尘仓302，所述保护罩208内的所述摄像头207获取工作面环境的视频图像并发送至所述控制器100。

以上方案中，控制器100可以选择现有技术中具有数据处理功能的控制芯片来实现。控制器100可以设置于一个密封壳体内，避免综采工作面内的粉尘给控制器100带来影响。除此之外，对于监控组件200中的吊挂机构202和驱动机构201也可以设置于保护壳体内，与粉尘隔离开。而且，当有导线之类的传输介质时，可以在不同的保护壳体上开设仅适于导线通过的开孔，以使得不同带电部件之间可以导通，而且在导线与开孔之间通过密封胶进行密封处理。进一步地，控制器100可以自动地根据所述摄像头207拍摄到的视频画面判断工作面环境的能见度是否在设定阈值以上(设定阈值根据所述摄像头207对于能见度的要求进行选择，需要满足摄像头207拍摄到的画面足够清晰)，也可以直接由监控系统向所述控制器100下发控制命令，从而使控制器100根据命令对驱动机构201进行控制。监控系统能够接收到所述控制器100发送的工作面环境的监控结果，操作人员根据监控结果判断当前画面由于粉尘太大能见度太低而导致不可用时，操作人员即可控制监控系统向所述控制器100下发控制命令。吊挂机构202可以选择现有技术中的云台，云台可以水平、垂直方向上进行转动，从而带动摄像机构203的保护罩208进行转动，摄像头207在保护罩208内部随保护罩208一同转动。驱动机构201可以选择驱动电机等。其中固定板301可以选择为钢板，防尘仓302通过固定板301固定于待安装部位。以上方案中的，待安装部位可以选择液压支架上设定位置，也可以通过在工作面中设置安装支架等方式，将上述摄像仪固定在安装支架上。另外，摄像机构203的工作状态既可以通过其内部设置的控制芯片来实现也可以一并由控制器100来实现，即控制器100能够控制摄像头207在保护罩208旋转出防尘仓302时对工作面环境进行监控并获取其监控结果，同时控制器100也可以控制摄像头207在保护罩208旋转至防尘仓内时不再继续获取监控数据或者说不再继续将监测到的数据作为工作面环境的监控结果。

以上方案，能够在工作面环境中粉尘较大时控制保护罩208在防尘仓302内处于被保护状态且停止对工作面环境的监控工作，避免将不准确的监控结果发送至控制器100，而在工作面环境中粉尘较小时控制摄像头继续对工作面环境进行实时监控并反馈监控结果至控制器100。从而使摄像头始终能够拍摄到清晰的图像，提高了摄像头的可靠性与工作质量，无需人工对摄像头保护罩的透视面进行擦拭等维护工作，从而为无人化工作面提供了安全、可靠、高质量的视频监视设备。

优选地，以上方案中所述柔性密封部件209为橡胶圈或由多组刷毛相接触地排列而成的圆形刷带；所述保护罩208的所述透视面转入或转出所述防尘仓302时，所述柔性密封部件209对所述透视面进行清扫。通过柔性密封部件209既可以对摄像机构的保护罩的透视面进行防尘保护，又可以在保护罩的透视面转动时对其进行擦拭，确保保护罩的透视面始终在清洁状态。

综采工作面是由采煤机、刮板运输机和多台顺序排列的液压支架组成，液压支架为整个采煤工作面提供支撑的一个空间工作场所，并牵动刮板运输机前移，采煤机架在刮板运输机上运行割煤，本方案中的摄像仪可安装在液压支架的顶梁上，每6架液压支架安装一个摄像仪，面向采煤机的运行方向，观察采煤机和液压支架的运行情况。在每台液压支架上还配置有支架控制器，可以实现液压支架的动作控制，传感器检测和采煤机位置检测等功能，由工作面上的支架控制器构成了一个工作面设备通讯网络，摄像仪可以通过通讯应答电路与支架控制器之间进行数据双向通讯，了解工作面设备的运行情况，了解摄像仪周围是否有操作人员在进行设备控制。摄像仪还可以通过视频传输电路，将视频信号送到顺槽的视频主控计算机上进行视频图像信息显示。

进一步地，如图2所示，以上摄像仪可通过滚珠401与支撑架402固定于液压支架上。可以理解，图2给出的仅是断面结构示意图，结合本实施例文字部分的说明能够实现其具体固定结构。本方案中，支撑架402通过滚珠401设置于液压支架的顶梁底部开设的安装槽内，所述支撑架402上设置有所述待安装部位，也即摄像仪的各部件固定于所述支撑架402上。参考图2，所述驱动机构201包括电机204和减速器205；所述电机204的被控端作为所述驱动机构201的被控端与所述控制器100的输出端连接，根据所述控制器100输出的控制指令所述电机的输出端旋转或静止；所述减速器205的输入端与所述电机204的输出端连接，所述减速器205的输出端与所述保护罩208连接；所述减速器205在所述电机204的输出轴的驱动下带动所述保护罩208旋转或静止，进而带动保护罩208内部的摄像头207调整其监控视角。如图2，所述摄像机构203进一步包括电路模块206，并且电路模块206和摄像头207均设置于保护罩208内，其中保护罩208通过可控旋转杆212与减速器205的输出端连接，可控旋转杆212外部可成型有齿形结构，所述减速器205的输出端也可以成型有齿形结构，当减速器205的输出端沿着水平移动时，能够通过与齿形啮合带动可控旋转杆212转动，进而带动保护罩208转动。从图中可以看出，当摄像头207跟随保护罩208一并转动时，可转动至与防尘仓302相对的位置处，所述柔性密封部件209围成的密闭空间210将保护罩208的透视面保护起来，并且透视面转动过程中会被柔性密封部件209擦拭表面以保证其表面为洁净状态。

另外，摄像仪中还配置有接口403，通过接口403可以与井下通信网络进行数据通信或者与控制器100进行数据通信。摄像仪中还包括驱动机构保护壳209，将驱动机构和吊挂机构全部封装在驱动机构保护壳209内部，导线在穿过相应保护壳时由密封胶进行密封。

进一步优选地，如图3所示，以上方案中，还可以包括清洗驱动电机501，设置于所述待安装部位处，其被控端与所述控制器100的输出端连接，其输出端根据所述控制器100输出的控制信号旋转或静止；刮板502，其上设置有刮片503且所述刮片503与所述防尘仓302的外表面相对设置；所述刮板502与所述清洗驱动电机501的输出端连接，在所述清洗驱动电机501的驱动下带动所述刮片503沿所述防尘仓302的外表面移动。通过刮片503能够对防尘仓302的外表面进行擦拭，从而避免长时间之后防尘仓302的外表面被粉尘覆盖影响监测结果。

进一步地，以上方案，还可以包括液箱，设置于所述待安装部位处，优选所述液箱可以设置于所述固定板301上或者直接挂在液压支架的顶梁上，因为固定板301是钢板具有一定的承重力。所述液箱用于储存清洗液，所述清洗液可以为清水；电控阀，其一端与所述液箱的出液口连通，另一端与液管连通，所述液管的开口朝向所述防尘仓302的外表面；其中，所述电控阀的被控端与所述控制器100的输出端连接；所述控制器100控制所述清洗驱动电机501的输出端旋转的同时控制所述电控阀开启，从而清洗液可以向防尘仓302的外表面喷洒。为了增加液管的出水压力，还可以在电动阀与液管之间设置小型泵，小型泵也可以挂在液压支架的顶梁上，小型泵可以在控制器的控制下与电控阀一同开启或关闭。通过清洗液与刮片503配合能够对透明罩的清洗更彻底确保透明罩的透明度。进一步地，为了减少部件数量，便于以上设备在工作面内设置，也可以不必单独设置液箱，而是采用工作面中已有的水源，因为工作面中需要喷水降尘，因此必然已经配置了液源，所以电控阀直接与工作面中的液源连接也可以实现向防尘仓302的外表面喷水清洗的效果。

实施例2

本实施例提供一种应用于实施例1任一项所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的控制方法，如图4所示，在采煤工作开始后，包括如下步骤：

S101：在采煤工作开始后，控制器控制摄像机构中的摄像头对工作面环境进行监控，摄像头将获取到的工作面环境的视频图像作为实时图像发送至控制器；所述控制器将所述实时图像发送至监控主机；同时，所述控制器根据所述实时图像与预存的标准图像的灰度值确定工作面环境中的第一实时能见度；

S102：若所述第一实时能见度低于设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述摄像机构的所述保护罩的透视面转入所述防尘仓，以使所述透视面进入防尘仓中柔性密封部件围成的密闭空间内；

S103：所述摄像头通过所述透视面以及所述透明罩获取所述工作面环境的背景图像后发送至所述控制器，所述控制器根据所述背景图像和预存的标准图像的灰度值确定工作面中的第二实时能见度；

S104：若所述第二实时能见度等于或大于所述设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述保护罩转出所述防尘仓，所述摄像头继续获取工作面环境的实时图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述实时图像发送至监控主机。

以上方案中，控制器能够根据摄像头拍摄到的工作面的环境的图像，判断工作面中的粉尘浓度是否过大影响到能见度，如果是的话则控制保护罩进入防尘仓中被保护起来，当能见度提升后在控制保护罩转出防尘仓对工作面环境进行实时监测。

作为另一种可实现的方式，如图5所示，所述方法在步骤S101之前还可以包括如下步骤：

S100：通过如下方式获得预存的标准图像：在所述采煤工作开始前，所述摄像头获取工作面环境的初始图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述初始图像作为所述标准图像。也就是说，在采煤工作开始前，摄像头拍摄到的图像中，是没有采煤产生的粉尘的，此时摄像头拍摄到的图像中的各个部位的灰度值可以作为参考基准，尤其以不存在采煤设备的区域的灰度值作为正常能见度的参考基准。当后期开始采煤之后，如果产生了粉尘和水汽，导致摄像头采集到的图像的同一区域的灰度值产生了很大的偏差，并且这一偏差已经超过了可以接受的范围，此时则可以认为能见度过低需停止监测。

在步骤S103之后还可以包括：

S105：所述控制器获取所述保护罩的透视面转入所述防尘仓之前获取的最后一帧实时图像，所述控制器根据所述保护罩的透视面转入所述防尘仓后获取的背景图像与所述最后一帧实时图像的灰度值确定第三实时能见度；

S106：若所述第三实时能见度低于设定清洗阈值，则输出清洗控制信号；

S107：清洗驱动电机的被控端接收到所述清洗控制信号后，其输出端旋转带动刮板转动，所述刮板上设置的刮片沿透明罩的外表面移动对所述透明罩进行清扫。

本方案中，当摄像机构的保护罩在进入防尘仓之前能够确定进入防尘仓之前能够得到工作面中的最后一帧实时图像，当进入到防尘仓之后，通过透明罩对外部环境进行检测，如果进入防尘仓之后的能见度与进入防尘仓之前的能见度差值过大，则说明防尘仓的透明罩本身已经被污物覆盖，需要对其进行清洗，则此时控制清洗驱动电机对防尘仓的外表面进行清洗，进一步地，以上方法还可以包括如下步骤：

所述控制器输出所述清洗控制信号的同时，向电控阀输出开启信号；所述电控阀的被控端接收到所述开启信号后开启，液箱中的清洗液经电控阀和液管后朝防尘仓外表面喷洒。通过清洗液与刮片配合能够对防尘仓的外表面进行更彻底的清洗以确保防尘仓的透明度。如果防尘仓的透明度始终满足要求的话，本方案还可以控制当保护罩位于防尘仓内时，依然控制摄像头对工作面的环境进行实时监控。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (11)

1.一种煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于，包括控制器、监控组件和防尘仓，所述监控组件包括摄像机构、吊挂机构和驱动机构；其中：

所述摄像机构包括密封的保护罩和设置于所述保护罩内的摄像头，所述保护罩具有透视面，所述摄像头通过所述透视面拍摄所述保护罩外的视频图像；所述驱动机构固定于待安装部位，所述保护罩通过所述吊挂机构与所述驱动机构连接，所述驱动机构的被控端接收所述控制器的控制指令后带动所述保护罩转动或静止以调节所述保护罩内的所述摄像头的拍摄视角；

所述防尘仓通过固定板与所述待安装部位连接且所述防尘仓设置于所述摄像机构的一侧，所述防尘仓包括透明板和设置于所述透明板上的柔性密封部件；

所述控制器在工作面环境的能见度低于设定阈值时控制所述驱动机构带动所述保护罩的透视面转入所述防尘仓，所述透视面转入所述防尘仓时所述透视面进入所述柔性密封部件围成的密闭空间内；所述控制器在工作面环境的能见度等于或超过所述设定阈值时控制所述驱动机构带动所述保护罩的透视面转出所述防尘仓，所述保护罩内的所述摄像头获取工作面环境的视频图像并发送至所述控制器。

2.根据权利要求1所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于：

所述柔性密封部件为橡胶圈或由多组刷毛相接触地排列而成的圆形刷带；所述保护罩的所述透视面转入或转出所述防尘仓时，所述柔性密封部件对所述透视面进行清扫。

3.根据权利要求2所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于：

所述驱动机构包括电机和减速器；

所述电机的被控端与所述控制器的输出端连接，所述电机的输出端根据所述控制器输出的控制指令旋转或静止；

所述减速器的输入端与所述电机的输出端连接，所述减速器的输出端与所述摄像机构的所述保护罩连接；所述减速器在电机的输出端的驱动下带动所述保护罩旋转或静止。

4.根据权利要求1-3任一项所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于，还包括：

清洗驱动电机，设置于所述待安装部位处，其被控端与所述控制器的输出端连接，其输出端根据所述控制器输出的控制信号旋转或静止；

刮板，其上设置有刮片且所述刮片与所述防尘仓的透明板相对设置；所述刮板与所述清洗驱动电机的输出端连接，在所述清洗驱动电机的驱动下带动所述刮片沿所述透明板移动。

5.根据权利要求4所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于，还包括：

电控阀，其一端与液源的出液口连通，另一端与液管连通，所述液管的开口朝向所述防尘仓的透明板的外表面；其中，所述电控阀的被控端与所述控制器的输出端连接；所述控制器控制所述清洗驱动电机的输出端旋转的同时控制所述电控阀开启。

6.根据权利要求5所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于：

所述液源为所述工作面中的水源；或者，

所述液源为设置于所述待安装部位的液箱，所述液箱中盛有清洗液。

7.根据权利要求1-3任一项所述的煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪，其特征在于，还包括：

支撑架，设置于开设在液压支架顶梁底部的安装槽内，所述支撑架上分布有所述待安装部位。

8.一种应用于权利要求1-7任一项所述煤矿综采工作面用智能防尘云台摄像仪的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

在采煤工作开始后，控制器控制摄像机构中的摄像头对工作面环境进行监控，摄像头将获取到的工作面环境的视频图像作为实时图像发送至控制器；所述控制器将所述实时图像发送至监控主机；同时，所述控制器根据所述实时图像与预存的标准图像的灰度值确定工作面环境中的第一实时能见度：

若所述第一实时能见度低于设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述摄像机构的所述保护罩的透视面转入所述防尘仓，以使所述透视面进入防尘仓中柔性密封部件围成的密闭空间内；

所述摄像头通过所述透视面以及所述防尘仓的透明板获取所述工作面环境的背景图像后发送至所述控制器，所述控制器根据所述背景图像和预存的标准图像的灰度值确定工作面中的第二实时能见度：

若所述第二实时能见度等于或大于所述设定阈值，则所述控制器控制所述驱动机构以带动所述保护罩转出所述防尘仓，所述摄像头继续获取工作面环境的实时图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述实时图像发送至监控主机。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，通过如下方式获得预存的标准图像：

在所述采煤工作开始前，所述摄像头获取工作面环境的初始图像后发送至所述控制器，所述控制器将所述初始图像作为所述标准图像。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，所述控制器控制所述驱动机构以带动所述摄像机构的所述保护罩的透视面转入所述防尘仓时，还包括如下步骤：

所述控制器获取所述保护罩的透视面转入所述防尘仓之前获取的最后一帧实时图像；

所述控制器根据所述保护罩的透视面转入所述防尘仓后获取的背景图像与所述最后一帧实时图像的灰度值确定第三实时能见度；

若所述第三实时能见度低于设定清洗阈值，则输出清洗控制信号；

清洗驱动电机的被控端接收到所述清洗控制信号后，其输出端旋转带动刮板转动，所述刮板上设置的刮片沿所述透明板的外表面移动对所述透明板进行清扫。

11.根据权利要求10所述的控制方法，其特征在于，所述方法还包括如下步骤：

所述控制器输出所述清洗控制信号的同时，向电控阀输出开启信号；

所述电控阀的被控端接收到所述开启信号后开启，液源中的清洗液经电控阀和液管后朝所述透明板的外表面喷洒。

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