CN111911157A - 基于脑电波控制采煤机运动的方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于脑电波控制采煤机运动的方法及装置，属于综采自动化领域。视频监控单元包括视频采集模块和通讯模块Ⅰ；远程显示单元包括数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ；采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ。其原理是监控单元用于采集工作面信息，并将信息发送到远程显示单元，远程显示单元将为操作者提供可视化的人机交互界面，并根据监控界面通过大脑控制采煤机动作。本发明采用大脑控制采煤机可以减少事故发生、保障生命安全，高效控制采煤机运动方式，提高工作效率，同时也为少人化、无人化开采提供重大思路。
Description
技术领域
本发明涉及综采自动化领域，具体是一种基于脑电波控制采煤机运动的方法及装置。
背景技术
综采工作面作业复杂、环境恶劣，也是事故常发的地方。因此，“少人化”、“无人化”开采，是减少事故发生、保障生命安全的重要保障，同时也是煤矿发展的重要方向。目前，解决这一问题的有效途径是实现综采工作面的远程监控技术，即在地面或顺槽控制中心即可完成综采装备的远程操作。其中，远程控制采煤机运动是远程监控系统重要的一环。
目前，传统的采煤工作中，多采用人工控制采煤机截割煤层，如调节滚筒高度，控制采煤机速度等，并未达到完全的自动化程度。此外，由于工作面粉尘大、噪声大、能见度低等恶劣环境，极易影响司机的工作状态和判断能力，从而造成安全事故。
发明内容
针对现有上述存在的问题，本发明提供一种基于脑电波控制采煤机运动的方法及装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于脑电波控制采煤机运动的方法，其特征在于，
①视频监控单元安装在采煤工作面上，视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；
首先通过视频采集模块采集工作面信息，然后通过通讯模块Ⅰ将视频信息发送到远程显示单元；
②远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心，远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；
通讯模块Ⅱ接收来自监控单元的视频信息后，通过数据处理模块Ⅰ和图像分析模块解读视频信息，并通过显示模块将信息输出到电脑上；
③采煤机司机根据远程显示单元提供的信息，通过大脑发出采煤机动作的脑电波信号；
④脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ；
采集模块采集司机发出的脑电波信号；
信息匹配模块将司机的脑电波信号与信息库信号做比对，提取出该脑电波信号所对应的采煤机动作；
数据处理模块Ⅱ将匹配正确的脑电波信号进行处理，进行A/D转换；
输出模块将转换后的动作信息打包发送到采煤机机载单元；
⑤采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；
信息接收模块Ⅱ接收脑电波控制单元发送的动作信息，并通过存储模块Ⅱ保存信息；
数据处理模块Ⅲ将接收到的脑电波控制单元发送的动作信息进行解读，控制采煤机运动；
反馈模块将采煤机运动技术指标反馈到脑电波控制单元，脑电波控制单元根据工况做实时调整。
一种基于脑电波控制采煤机运动的装置，包括视频监控单元、远程显示单元、脑电波控制单元和采煤机机载单元；
所述视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；远程监控单元安装在采煤工作面，通过视频采集模块获取工作面信息，并通过通讯模块Ⅰ发送到远程显示单元；
所述远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心；采煤机操作者根据显示模块显示信息发出脑电波指令；
所述脑电波控制单元采集采煤机操作者发出的脑电波指令；脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ；
所述采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；采煤机机载单元接收脑电波控制单元的指令，并控制采煤机。
其进一步是：所述视频监控单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳。
所述远程显示单元中的通讯模块Ⅱ与远程监控单元中的通讯模块Ⅰ连接；数据处理模块Ⅱ和图像分析模块对工作面信息进行解读，再通过显示模块输出到监控平台上。
所述脑电波控制单元中的采集模块获取操作者发出的脑电波指令，并且通过信息匹配模块识别控制采煤机信号指令，排除无用信息，再通过处理模块Ⅱ和输出模块发送到采煤机机载单元。
所述采煤机机载单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳；采煤机机载单元中的信息接收模块Ⅱ与脑电波控制单元中的输出模块连接。
所述采煤机机载单元中的反馈模块实时将信息反馈到脑电波控制单元。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：大脑控制采煤机可以减少事故发生、保障生命安全，高效控制采煤机运动方式，提高工作效率，同时也为少人化、无人化开采提供重大思路。
附图说明
图1是本发明的物理结构图；
图2是本发明的逻辑结构图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明具体实施方式做详细的说明。
实施例一
结合图1和图2所示，一种基于脑电波控制采煤机运动的方法，步骤如下：
①视频监控单元安装在采煤工作面上，视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；
首先通过视频采集模块采集工作面信息，然后通过通讯模块Ⅰ将视频信息发送到远程显示单元；
②远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心，远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；
通讯模块Ⅱ接收来自监控单元的视频信息后，通过数据处理模块Ⅰ和图像分析模块解读视频信息，并通过显示模块将信息输出到电脑上；
③采煤机司机根据远程显示单元提供的信息，通过大脑发出采煤机动作的脑电波信号；
④脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ；
采集模块采集司机发出的脑电波信号；
信息匹配模块将司机的脑电波信号与信息库信号做比对，提取出该脑电波信号所对应的采煤机动作；信息库含有控制采煤机动作的脑电波信号；
数据处理模块Ⅱ将匹配正确的脑电波信号进行处理，进行A/D转换；
输出模块将转换后的动作信息打包发送到采煤机机载单元；
⑤采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；
信息接收模块Ⅱ接收脑电波控制单元发送的动作信息，并通过存储模块Ⅱ保存信息；
数据处理模块Ⅲ将接收到的脑电波控制单元发送的动作信息进行解读，控制采煤机运动；
反馈模块将采煤机运动技术指标反馈到脑电波控制单元，脑电波控制单元根据工况做实时调整，从而实现通过脑电波安全稳定的控制采煤机作业。
实施例二
一种基于脑电波控制采煤机运动的装置，包括远程监控单元、远程显示单元、脑电波控制单元和采煤机机载单元。
视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；视频监控单元安装在采煤工作面，通过视频采集模块获取工作面信息，并通过通讯模块Ⅰ发送到远程显示单元。远程监控单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳。
远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心；采煤机操作者根据显示模块显示信息发出脑电波指令。远程显示单元中的通讯模块Ⅱ与远程监控单元中的通讯模块Ⅰ连接；数据处理模块Ⅱ和图像分析模块对工作面信息进行解读，再通过显示模块输出到监控平台上。
脑电波控制单元采集采煤机操作者发出的脑电波指令；脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ。脑电波控制单元中的采集模块获取操作者发出的脑电波指令，并且通过信息匹配模块识别控制采煤机信号指令，排除无用信息，再通过处理模块Ⅱ和输出模块发送到采煤机机载单元。
采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；采煤机机载单元接收脑电波控制单元的指令，并控制采煤机。采煤机机载单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳；采煤机机载单元中的信息接收模块Ⅱ与脑电波控制单元中的输出模块连接。采煤机机载单元中的反馈模块实时将信息反馈到脑电波控制单元。
工作原理：
通过工作面监控单元获取工作面工况信息，并将信息发送到远程监控单元。远程监控单元将接受信息进行解读、图像处理，并通过显示模块以人机交互的方式呈现在监控平台上。采煤机司机解读监控平台信息，对采煤机发送脑电波指令。脑电波控制单元的采集模块采集作业人员脑电波信息。脑电波信息匹配模块将发出信息进行对比，获取正确的操作信息。脑电波处理模块将信息进行A/D转换，并通过输出模块发送给采煤机机载单元。采煤机机载单元将根据信息执行动作，并作出反馈，以达到实时调控的目的。
本实施例采用大脑控制采煤机可以减少事故发生、保障生命安全，高效控制采煤机运动方式，提高工作效率，同时也为少人化、无人化开采提供重大思路。
Claims (7)
1.一种基于脑电波控制采煤机运动的方法，其特征在于，步骤如下：
①视频监控单元安装在采煤工作面上，视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；
首先通过视频采集模块采集工作面信息，然后通过通讯模块Ⅰ将视频信息发送到远程显示单元；
②远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心，远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；
通讯模块Ⅱ接收来自监控单元的视频信息后，通过数据处理模块Ⅰ和图像分析模块解读视频信息，并通过显示模块将信息输出到电脑上；
③采煤机司机根据远程显示单元提供的信息，通过大脑发出采煤机动作的脑电波信号；
④脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ；
采集模块采集司机发出的脑电波信号；
信息匹配模块将司机的脑电波信号与信息库信号做比对，提取出该脑电波信号所对应的采煤机动作；
数据处理模块Ⅱ将匹配正确的脑电波信号进行处理，进行A/D转换；
输出模块将转换后的动作信息打包发送到采煤机机载单元；
⑤采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；
信息接收模块Ⅱ接收脑电波控制单元发送的动作信息，并通过存储模块Ⅱ保存信息；
数据处理模块Ⅲ将接收到的脑电波控制单元发送的动作信息进行解读，控制采煤机运动；
反馈模块将采煤机运动技术指标反馈到脑电波控制单元，脑电波控制单元根据工况做实时调整。
2.一种基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：包括视频监控单元、远程显示单元、脑电波控制单元和采煤机机载单元；
所述视频监控单元包括视频采集模块、通讯模块Ⅰ；远程监控单元安装在采煤工作面，通过视频采集模块获取工作面信息，并通过通讯模块Ⅰ发送到远程显示单元；
所述远程显示单元包括通讯模块Ⅱ、数据处理模块Ⅰ、图像分析模块和显示模块；远程显示单元位于顺槽控制中心或地面调度中心；采煤机操作者根据显示模块显示信息发出脑电波指令；
所述脑电波控制单元采集采煤机操作者发出的脑电波指令；脑电波控制单元包括采集模块、信息匹配模块、数据处理模块Ⅱ、输出模块、接收信息模块Ⅰ、电源模块、存储模块Ⅰ；
所述采煤机机载单元安装在采煤机上，采煤机机载单元包括信息接收模块Ⅱ、反馈模块、数据处理模块Ⅲ、存储模块Ⅱ；采煤机机载单元接收脑电波控制单元的指令，并控制采煤机。
3.根据权利要求2所述的基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：所述视频监控单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳。
4.根据权利要求2所述的基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：所述远程显示单元中的通讯模块Ⅱ与远程监控单元中的通讯模块Ⅰ连接；数据处理模块Ⅱ和图像分析模块对工作面信息进行解读，再通过显示模块输出到监控平台上。
5.根据权利要求2所述的基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：所述脑电波控制单元中的采集模块获取操作者发出的脑电波指令，并且通过信息匹配模块识别控制采煤机信号指令，排除无用信息，再通过处理模块Ⅱ和输出模块发送到采煤机机载单元。
6.根据权利要求2所述的基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：所述采煤机机载单元外部使用矿用隔爆兼本安型外壳；采煤机机载单元中的信息接收模块Ⅱ与脑电波控制单元中的输出模块连接。
7.根据权利要求2所述的基于脑电波控制采煤机运动的装置，其特征在于：所述采煤机机载单元中的反馈模块实时将信息反馈到脑电波控制单元。
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