CN113466853A - 超前液压支架群组移架前的障碍检测装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及障碍检测领域，尤其涉及一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，旨在解决巷道内障碍物阻碍超前液压支架的正常工作，影响超前液压支架的安全工作效率，降低超前液压支架工作过程中的安全系数的问题。该超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，包括照明装置、检测模块、清洗装置和信息中转装置，当超前液压支架接收到移架命令后，检测模块借助照明装置提供的照明条件完成障碍物的检测；清洗装置包括第一清洗装置和第二清洗装置；信息中转装置通过对融合后的结果进行分析来确定障碍物的具体区域以及障碍物硬度，便于采前修复装置对检测到的障碍物进行清除，提高超前液压支架的安全工作效率以及超前液压支架工作过程中的安全系数。

Description

超前液压支架群组移架前的障碍检测装置

技术领域

本发明涉及障碍检测领域，尤其涉及一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置。

背景技术

一组超前液压支架一般是由左右两个完全相同的液压支架和两个液压支架之间的连接液压缸组成，一组超前液压支架在支护过程中可以同时沿液压支架方向向前推进移动，也可以通过两个液压支架之间的连接液压缸的伸缩使两个液压支架同时实现水平移动。

受采煤掘进工程的影响，巷道顶底板和两帮岩体产生变形并向巷道内产生位移，巷道底板向上隆起形成底鼓，底鼓成为超前液压支架前进路上的障碍物，巷道内的超前液压支架配合采煤工作进程顺向推进，在推进或水平移动过程中，超前液压支架的整体位姿受到底鼓的影响，造成超前液压支架的倾斜角过大。

倾角过大会导致支架倾倒或故障，阻碍超前液压支架的正常工作，影响超前液压支架的安全工作效率，降低超前液压支架工作过程中的安全系数，导致采矿工期延误，不能满足计划生产量并造成经济损失，甚至威胁到煤矿工作人员的生命安全。

发明内容

本发明提供一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，以解决巷道内障碍物阻碍超前液压支架的正常工作，影响超前液压支架的安全工作效率，降低超前液压支架工作过程中的安全系数的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，包括照明装置、检测模块、清洗装置和信息中转装置，照明装置安装在超前液压支架的两侧顶板前端，检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，对超前液压支架前方巷道的顶部以及底部进行全方位检测，清洗装置包括第一清洗装置和第二清洗装置，第一清洗装置对第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第二清洗装置对第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，照明装置包括第一探照灯和第二探照灯，第一探照灯和第二探照灯分别安装在超前液压支架的两侧顶板前端。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，第一探照灯和第二探照灯均选用1000W探照灯。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，第一检测模块包括第一毫米波雷达、工业相机和红外热像仪，第一毫米波雷达、工业相机和红外热像仪均安装在第一保护支架上，第一保护支架固定在超前液压支架的顶梁前端，第一毫米波雷达位于工业相机的上方，工业相机位于红外热像仪的上方；第二检测模块包括第二毫米波雷达，第二毫米波雷达安装在第二保护支架上，第二保护支架固定在超前液压支架的底板前端，第一保护支架、第二保护支架的水平部分均采用可伸缩的结构。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，当超前液压支架接收到移架命令后，第一保护支架、第二保护支架借助自身的伸缩特性将检测模块移动到合适的位置，借助照明装置提供的照明条件，首先使用第一毫米波雷达、第二毫米波雷达分别对超前液压支架前方巷道顶部和底部进行检测，利用障碍物对电磁的反射的特性，使用第一毫米波雷达、第二毫米波雷达采集到前方障碍物的目标信号，生成二维点云图，采用聚类算法对目标信号进行有效筛选，提取出感兴趣区域，并且测得障碍物距超前液压支架的距离，将感兴趣区域放入工业相机中；使用工业相机分别对前方巷道顶部与底部进行检测，借助融合算法使相机数据与雷达数据分别在时间与空间上完成数据融合，通过设定IOU阈值来确定障碍物所在区域，完成障碍物的检测，同时借助照明装置提供的激励条件，使用红外热像仪对识别出的障碍物进行硬度检测，检测完成后利用采前修复装置对检测到的障碍物进行清除；当超前液压支架准备移架时，第一保护支架、第二保护支架借助自身的伸缩特性将第一检测模块和第二检测模块分别收回至顶板与底板附近，对第一检测模块和第二检测模块起到保护作用，然后超前液压支架开始移架。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，第一清洗装置包括第一去污喷水器、第一高压喷水器、第一滑轨、第一防尘罩、第一刮水器和第一烘干机，第一防尘罩位于第一检测模块下方，第一防尘罩一端与第一保护支架连接，另一端与第一滑轨连接，第一滑轨滑动安装在第一保护支架上且第一滑轨通过第一电机带动，第一去污喷水器、第一高压喷水器、第一刮水器和第一烘干机均与第一滑轨连接，第二清洗装置包括第二去污喷水器、第二高压喷水器、第二滑轨、第二防尘罩、第二刮水器和第二烘干机，第二防尘罩位于第二检测模块下方，第二防尘罩一端与第二保护支架连接，另一端与第二滑轨连接，第二滑轨滑动安装在第二保护支架上且第二滑轨通过第二电机带动，第二去污喷水器、第二高压喷水器、第二刮水器和第二烘干机均与第二滑轨连接。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，第一清洗装置和第一检测模块配套安装，第二清洗装置和第二检测模块配套安装，作用是给定检测模块清晰度阈值，当检测模块的检测效果达不到清晰度阈值时，第一防尘罩通过第一滑轨向上拉起，包裹第一检测模块，第一滑轨带动第一去污喷水器对第一检测模块的玻璃保护罩进行首次清洗，接着第一滑轨带动第一高压喷水器、第一刮水器和第一烘干机对第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第一刮水器每刮一块区域，第一烘干机将对应区域快速烘干；第二防尘罩通过第二滑轨向上拉起，包裹第二检测模块，第二滑轨带动第二去污喷水器对第二检测模块的玻璃保护罩进行清洗，接着第二滑轨带动第二高压喷水器、第二刮水器和第二烘干机对第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗、干燥处理，第二刮水器每刮一块区域，第二烘干机将对应区域快速烘干；清洗过程中产生的污水通过第一防尘罩、第二防尘罩收至第一清洗装置和第二清洗装置底部的污水槽，清洗完成后将收集的污水进行统一排放，最后第一防尘罩、第二防尘罩分别通过第一滑轨、第二滑轨收回至检测模块底部，完成清洗工作。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，信息中转装置包括第一5G LoRa网关模块、第一AM5728处理器、第二AM5728处理器、第二5G LoRa网关模块、工控机和第三5G LoRa网关模块，第一5G LoRa网关模块和第一AM5728处理器安装在第一保护支架上且位于第一检测模块上方，第二AM5728处理器和第二5G LoRa网关模块安装在第二保护支架上且位于第二检测模块上方，工控机、第三5G LoRa网关模块安装在超前液压支架右侧底座上方。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，第一AM5728处理器对第一毫米波雷达的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，第一5G LoRa网关模块接收从第一毫米波雷达提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机中；第二AM5728处理器对第二毫米波雷达的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，第二5G LoRa网关模块接收从第二毫米波雷达提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机中；工业相机和红外热像仪对上下两部分巷道中的感兴趣区域进行扫描，工业相机、红外热像仪、第一毫米波雷达的数据通过第一5G LoRa网关模块发送至第三5G LoRa网关模块，第二毫米波雷达的数据通过第二5GLoRa网关模块发送至第三5G LoRa网关模块。第三5G LoRa网关模块接收第一5G LoRa网关模块、第二5G LoRa网关模块发送的数据，工控机对第三5G LoRa网关模块接收的数据分别在时间、空间上进行融合处理，通过对融合后的结果进行分析来确定障碍物的具体区域以及障碍物硬度。

在上述的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置中，可选的是，工控机对分析后的结果进行判断，通过第三5G LoRa网关模块发送相应的控制命令给第一AM5728处理器、第二AM5728处理器，执行相应的控制命令，若分析结果发现异常(如超前液压支架前端有较大障碍物)，会立刻发出警报给采前修复装置，便于采前修复装置清除障碍物；若分析结果异常数值超过阈值，则会立刻发出指令停止超前液压支架的工作模式。

本发明提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，包括照明装置、检测模块、清洗装置和信息中转装置，照明装置为障碍检测装置提供充足的照明条件以及激励强度；检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，当超前液压支架接收到移架命令后，检测模块借助照明装置提供的照明条件完成障碍物的检测，当超前液压支架准备移架时，第一检测模块和第二检测模块分别收回至顶板与底板附近，对第一检测模块和第二检测模块起到保护作用；清洗装置包括第一清洗装置和第二清洗装置，当检测模块的检测效果达不到清晰度阈值时，第一清洗装置对第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第二清洗装置对第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，有效避免清洗后烘干处理不及时造成的二次落尘，提高清洗效率；信息中转装置对检测模块采集的数据进行深度融合处理，通过对融合后的结果进行分析来确定障碍物的具体区域以及障碍物硬度，便于采前修复装置对检测到的障碍物进行清除，降低巷道内障碍物对超前液压支架正常工作的阻碍，提高超前液压支架的安全工作效率以及超前液压支架工作过程中的安全系数。

本发明的构造以及它的其他发明目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的整体结构示意图；

图2为图1的A向结构示意图；

图3为图2的后视结构示意图；

图4为图1的B向结构示意图；

图5为图4的后视结构示意图；

图6为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的主视图；

图7为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的侧视图；

图8为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的第二工作状态示意图；

图9为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的第三工作状态示意图。

附图标记说明：

1-第一探照灯；

2-第二探照灯；

3-第一毫米波雷达；

4-工业相机；

5-红外热像仪；

6-第一保护支架；

7-第二毫米波雷达；

8-第二保护支架；

9-第一去污喷水器；

10-第一高压喷水器；

11-第一滑轨；

12-第一防尘罩；

13-第二去污喷水器；

14-第二高压喷水器；

15-第二滑轨；

16-第二防尘罩；

17-第一5G LoRa网关模块；

18-第一AM5728处理器；

19-第二AM5728处理器；

20-第二5G LoRa网关模块；

21-工控机；

22-第三5G LoRa网关模块；

23-第一刮水器；

24-第一烘干机；

25-第二刮水器；

26-第二烘干机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的优选实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。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。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

图1为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的初始状态结构示意图，图6为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的初始状态的主视图，图7为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的初始状态的侧视图，如图1、图6、图7所示，本发明提供的一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，包括照明装置、检测模块、清洗装置和信息中转装置，照明装置安装在超前液压支架的两侧顶板前端，检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，对超前液压支架前方巷道的顶部以及底部进行全方位检测，清洗装置包括第一清洗装置和第二清洗装置，第一清洗装置对第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第二清洗装置对第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理。

进一步地，照明装置包括第一探照灯1和第二探照灯2，第一探照灯1和第二探照灯2分别安装在超前液压支架的两侧顶板前端。

需要说明的是，超前液压支架移架前，通过第一探照灯1和第二探照灯2对前方巷道进行照射，为障碍检测装置提供充足的照明条件以及激励强度。

进一步地，第一探照灯1和第二探照灯2均选用1000W探照灯。

需要说明的是，第一探照灯1和第二探照灯2均选用1000W探照灯，能够为井下巷道内的识别检测工作提供充足的照明条件，同时在照明装置的照明过程中可以提供9kLux的激励强度，提高了检测装置的检测效果与精度。

图2为图1的A向结构示意图，图3图2的后视结构示意图，图4为图1的B向结构示意图，图5为图4的后视结构示意图，如图1-7所示，第一检测模块包括第一毫米波雷达3、工业相机4和红外热像仪5，第一毫米波雷达3、工业相机4和红外热像仪5均安装在第一保护支架6上，第一保护支架6固定在超前液压支架的顶梁前端，第一毫米波雷达3位于工业相机4的上方，工业相机4位于红外热像仪5的上方；第二检测模块包括第二毫米波雷达7，第二毫米波雷达7安装在第二保护支架8上，第二保护支架8固定在超前液压支架的底板前端，第一保护支架6、第二保护支架8的水平部分均采用可伸缩的结构。

图8为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的第二工作状态示意图，如图1-8所示，当超前液压支架接收到移架命令后，第一保护支架6、第二保护支架8借助自身的伸缩特性将检测模块移动到合适的位置，借助照明装置提供的照明条件，首先使用第一毫米波雷达3、第二毫米波雷达7分别对超前液压支架前方巷道顶部和底部进行检测，利用障碍物对电磁的反射的特性，使用第一毫米波雷达3、第二毫米波雷达7采集到前方障碍物的目标信号，生成二维点云图，采用聚类算法对目标信号进行有效筛选，提取出感兴趣区域，并且测得障碍物距超前液压支架的距离，将感兴趣区域放入工业相机4中；使用工业相机4分别对前方巷道顶部与底部进行检测，借助融合算法使相机数据与雷达数据分别在时间与空间上完成数据融合，通过设定IOU阈值来确定障碍物所在区域，完成障碍物的检测，同时借助照明装置提供的激励条件，使用红外热像仪5对识别出的障碍物进行硬度检测，检测完成后利用采前修复装置对检测到的障碍物进行清除；当超前液压支架准备移架时，第一保护支架6、第二保护支架8借助自身的伸缩特性将第一检测模块和第二检测模块分别收回至顶板与底板附近，对第一检测模块和第二检测模块起到保护作用，然后超前液压支架开始移架。

需要说明的是，使用第一毫米波雷达3、第二毫米波雷达7采集到的前方障碍物的目标信号包括超前液压支架与前方障碍物的距离以及障碍物的轮廓等。通过合理安装利用第一毫米波雷达3、第二毫米波雷达7、工业相机4以及红外热像仪5，可以有效克服井下恶劣的环境条件，有效识别前方障碍物具体位置、轮廓以及硬度，避免超前液压支架群组移架时前端遇到障碍物的情况发生，保证开采工作的顺利进行。

进一步地，第一清洗装置包括第一去污喷水器9、第一高压喷水器10、第一滑轨11、第一防尘罩12、第一刮水器23和第一烘干机24，第一防尘罩12位于第一检测模块下方，第一防尘罩12一端与第一保护支架6连接，另一端与第一滑轨11连接，第一滑轨11滑动安装在第一保护支架6上且第一滑轨11通过第一电机带动，第一去污喷水器9、第一高压喷水器10、第一刮水器23和第一烘干机24均与第一滑轨11连接，第二清洗装置包括第二去污喷水器13、第二高压喷水器14、第二滑轨15、第二防尘罩16、第二刮水器25和第二烘干机26，第二防尘罩16位于第二检测模块下方，第二防尘罩16一端与第二保护支架8连接，另一端与第二滑轨15连接，第二滑轨15滑动安装在第二保护支架8上且第二滑轨15通过第二电机带动，第二去污喷水器13、第二高压喷水器14、第二刮水器25和第二烘干机26均与第二滑轨15连接。

图9为本发明实施例提供的超前液压支架群组移架前的障碍检测装置的第三工作状态示意图，如图1-9所示，第一清洗装置和第一检测模块配套安装，第二清洗装置和第二检测模块配套安装，作用是给定检测模块清晰度阈值，当检测模块的检测效果达不到清晰度阈值时，第一防尘罩12通过第一滑轨11向上拉起，包裹第一检测模块，第一滑轨11带动第一去污喷水器9对第一检测模块的玻璃保护罩进行首次清洗，接着第一滑轨11带动第一高压喷水器10、第一刮水器23和第一烘干机24对第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第一刮水器23每刮一块区域，第一烘干机24将对应区域快速烘干；第二防尘罩16通过第二滑轨15向上拉起，包裹第二检测模块，第二滑轨15带动第二去污喷水器13对第二检测模块的玻璃保护罩进行清洗，接着第二滑轨15带动第二高压喷水器14、第二刮水器25和第二烘干机26对第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗、干燥处理，第二刮水器25每刮一块区域，第二烘干机26将对应区域快速烘干；清洗过程中产生的污水通过第一防尘罩12、第二防尘罩16收至第一清洗装置和第二清洗装置底部的污水槽，清洗完成后将收集的污水进行统一排放，最后第一防尘罩12、第二防尘罩16分别通过第一滑轨11、第二滑轨15收回至检测模块底部，完成清洗工作。

需要说明的是，通过合理使用清洗装置，有效降低井下恶劣环境对检测装置的影响，对检测效果进行分析，若检测效果达不到阈值，清洗装置则进行相应的清洁工作，通过使用第一防尘罩12包裹第一检测模块，第二防尘罩16包裹第二检测模块，借助第一去污喷水器9、第一高压喷水器10、第一刮水器23及第一烘干机24的协同工作，以及第二去污喷水器13、第二高压喷水器14、第二刮水器25和第二烘干机26的协同工作，可以有效避免清洗后烘干处理不及时造成的二次落尘，提高清洗效率；收集清洗后的污水进行集中排放，避免了清洗过程中的污水随意喷洒，提高了工作的可靠性，保证检测装置顺利工作。

进一步地，信息中转装置包括第一5G LoRa网关模块17、第一AM5728处理器18、第二AM5728处理器19、第二5G LoRa网关模块20、工控机21和第三5G LoRa网关模块22，第一5GLoRa网关模块17和第一AM5728处理器18安装在第一保护支架6上且位于第一检测模块上方，第二AM5728处理器19和第二5G LoRa网关模块20安装在第二保护支架8上且位于第二检测模块上方，工控机21、第三5G LoRa网关模块22安装在超前液压支架右侧底座上方。

进一步地，第一AM5728处理器18对第一毫米波雷达3的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，第一5G LoRa网关模块17接收从第一毫米波雷达3提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机4中；第二AM5728处理器19对第二毫米波雷达7的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，第二5G LoRa网关模块20接收从第二毫米波雷达7提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机4中；工业相机4和红外热像仪5对上下两部分巷道中的感兴趣区域进行扫描，工业相机4、红外热像仪5、第一毫米波雷达3的数据通过第一5G LoRa网关模块17发送至第三5G LoRa网关模块22，第二毫米波雷达7的数据通过第二5G LoRa网关模块20发送至第三5GLoRa网关模块22。第三5G LoRa网关模块22接收第一5G LoRa网关模块17、第二5G LoRa网关模块20发送的数据，工控机21对第三5G LoRa网关模块22接收的数据分别在时间、空间上进行融合处理，通过对融合后的结果进行分析来确定障碍物的具体区域以及障碍物硬度。

进一步地，工控机21对分析后的结果进行判断，通过第三5G LoRa网关模块22发送相应的控制命令给第一AM5728处理器18、第二AM5728处理器19，执行相应的控制命令，若分析结果发现异常(如超前液压支架前端有较大障碍物)，会立刻发出警报给采前修复装置，便于采前修复装置清除障碍物；若分析结果异常数值超过阈值，则会立刻发出指令停止超前液压支架的工作模式。

需要说明的是，第一AM5728处理器18、第二AM5728处理器19对数据进行预处理，可以减少工控机21处理的数据量，提高数据处理的速率；第一5G LoRa网关模块17、第二5GLoRa网关模块20、第三5G LoRa网关模块22接入巷道内布置的5G基站，借助5G LoRa网关模块以及工控机对采集的数据进行处理可以实现超前液压支架本体对障碍物的检测，有效提高数据传输速度，保证数据的实时性；第三5G LoRa网关模块22借助巷道内的5G基站，将分析所得的数据发送给PC上位机对开采工作面的情况进行实时监测。

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”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。术语“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或者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和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元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。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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范围。

Claims (10)

1.一种超前液压支架群组移架前的障碍检测装置，其特征在于，包括照明装置、检测模块、清洗装置和信息中转装置，所述照明装置安装在超前液压支架的两侧顶板前端，所述检测模块包括第一检测模块和第二检测模块，对超前液压支架前方巷道的顶部以及底部进行全方位检测，所述清洗装置包括第一清洗装置和第二清洗装置，第一清洗装置对所述第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，第二清洗装置对所述第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理。

2.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述照明装置包括第一探照灯和第二探照灯，所述第一探照灯和所述第二探照灯分别安装在超前液压支架的两侧顶板前端。

3.根据权利要求2所述的障碍检测装置，其特征在于，所述第一探照灯和所述第二探照灯均选用1000W探照灯。

4.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述第一检测模块包括第一毫米波雷达、工业相机和红外热像仪，所述第一毫米波雷达、所述工业相机和所述红外热像仪均安装在第一保护支架上，所述第一保护支架固定在超前液压支架的顶梁前端，所述第一毫米波雷达位于所述工业相机的上方，所述工业相机位于所述红外热像仪的上方；所述第二检测模块包括第二毫米波雷达，所述第二毫米波雷达安装在第二保护支架上，所述第二保护支架固定在超前液压支架的底板前端，所述第一保护支架、所述第二保护支架的水平部分均采用可伸缩的结构。

5.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，当超前液压支架接收到移架命令后，第一保护支架、第二保护支架借助自身的伸缩特性将检测模块移动到合适的位置，借助照明装置提供的照明条件，首先使用第一毫米波雷达、第二毫米波雷达分别对超前液压支架前方巷道顶部和底部进行检测，利用障碍物对电磁的反射的特性，使用第一毫米波雷达、第二毫米波雷达采集到前方障碍物的目标信号，生成二维点云图，采用聚类算法对目标信号进行有效筛选，提取出感兴趣区域，并且测得障碍物距超前液压支架的距离，将感兴趣区域放入工业相机中；使用工业相机分别对前方巷道顶部与底部进行检测，借助融合算法使相机数据与雷达数据分别在时间与空间上完成数据融合，通过设定IOU阈值来确定障碍物所在区域，完成障碍物的检测，同时借助照明装置提供的激励条件，使用红外热像仪对识别出的障碍物进行硬度检测，检测完成后利用采前修复装置对检测到的障碍物进行清除；当超前液压支架准备移架时，第一保护支架、第二保护支架借助自身的伸缩特性将第一检测模块和第二检测模块分别收回至顶板与底板附近，对第一检测模块和第二检测模块起到保护作用，然后超前液压支架开始移架。

6.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述第一清洗装置包括第一去污喷水器、第一高压喷水器、第一滑轨、第一防尘罩、第一刮水器和第一烘干机，所述第一防尘罩位于所述第一检测模块下方，所述第一防尘罩一端与所述第一保护支架连接，另一端与所述第一滑轨连接，所述第一滑轨滑动安装在所述第一保护支架上且所述第一滑轨通过第一电机带动，所述第一去污喷水器、所述第一高压喷水器、所述第一刮水器和所述第一烘干机均与所述第一滑轨连接，所述第二清洗装置包括第二去污喷水器、第二高压喷水器、第二滑轨、第二防尘罩、第二刮水器和第二烘干机，所述第二防尘罩位于所述第二检测模块下方，所述第二防尘罩一端与所述第二保护支架连接，另一端与所述第二滑轨连接，所述第二滑轨滑动安装在所述第二保护支架上且所述第二滑轨通过第二电机带动，所述第二去污喷水器、所述第二高压喷水器、所述第二刮水器和所述第二烘干机均与所述第二滑轨连接。

7.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述第一清洗装置和所述第一检测模块配套安装，所述第二清洗装置和所述第二检测模块配套安装，作用是给定检测模块清晰度阈值，当检测模块的检测效果达不到清晰度阈值时，所述第一防尘罩通过所述第一滑轨向上拉起，包裹所述第一检测模块，所述第一滑轨带动所述第一去污喷水器对所述第一检测模块的玻璃保护罩进行首次清洗，接着所述第一滑轨带动所述第一高压喷水器、所述第一刮水器和所述第一烘干机对所述第一检测模块的玻璃保护罩进行冲洗以及干燥处理，所述第一刮水器每刮一块区域，所述第一烘干机将对应区域快速烘干；所述第二防尘罩通过所述第二滑轨向上拉起，包裹所述第二检测模块，所述第二滑轨带动所述第二去污喷水器对所述第二检测模块的玻璃保护罩进行清洗，接着所述第二滑轨带动所述第二高压喷水器、所述第二刮水器和所述第二烘干机对所述第二检测模块的玻璃保护罩进行冲洗、干燥处理，所述第二刮水器每刮一块区域，所述第二烘干机将对应区域快速烘干；清洗过程中产生的污水通过所述第一防尘罩、所述第二防尘罩收至所述第一清洗装置和所述第二清洗装置底部的污水槽，清洗完成后将收集的污水进行统一排放，最后所述第一防尘罩、所述第二防尘罩分别通过所述第一滑轨、所述第二滑轨收回至检测模块底部，完成清洗工作。

8.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述信息中转装置包括第一5GLoRa网关模块、第一AM5728处理器、第二AM5728处理器、第二5G LoRa网关模块、工控机和第三5G LoRa网关模块，所述第一5G LoRa网关模块和所述第一AM5728处理器安装在所述第一保护支架上且位于所述第一检测模块上方，所述第二AM5728处理器和所述第二5G LoRa网关模块安装在所述第二保护支架上且位于所述第二检测模块上方，所述工控机、第三5GLoRa网关模块安装在超前液压支架右侧底座上方。

9.根据权利要求8所述的障碍检测装置，其特征在于，所述第一AM5728处理器对所述第一毫米波雷达的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，所述第一5G LoRa网关模块接收从所述第一毫米波雷达提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机中；所述第二AM5728处理器对所述第二毫米波雷达的数据进行聚类处理，提取感兴趣区域，所述第二5G LoRa网关模块接收从所述第二毫米波雷达提取出的感兴趣区域，将数据放入工业相机中。所述工业相机和所述红外热像仪对上下两部分巷道中的感兴趣区域进行扫描，所述工业相机、所述红外热像仪、所述第一毫米波雷达的数据通过第一5G LoRa网关模块发送至所述第三5G LoRa网关模块，所述第二毫米波雷达的数据通过所述第二5G LoRa网关模块发送至所述第三5GLoRa网关模块。所述第三5G LoRa网关模块接收第一5G LoRa网关模块、第二5G LoRa网关模块发送的数据，所述工控机对所述第三5G LoRa网关模块接收的数据分别在时间、空间上进行融合处理，通过对融合后的结果进行分析来确定障碍物的具体区域以及障碍物硬度。

10.根据权利要求1所述的障碍检测装置，其特征在于，所述工控机对分析后的结果进行判断，通过所述第三5G LoRa网关模块发送相应的控制命令给第一AM5728处理器、第二AM5728处理器，执行相应的控制命令，若分析结果发现异常(如超前液压支架前端有较大障碍物)，会立刻发出警报给采前修复装置，便于采前修复装置清除障碍物；若分析结果异常数值超过阈值，则会立刻发出指令停止超前液压支架的工作模式。

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