CN115190271A - 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法 - Google Patents

基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115190271A
CN115190271A CN202210749498.6A CN202210749498A CN115190271A CN 115190271 A CN115190271 A CN 115190271A CN 202210749498 A CN202210749498 A CN 202210749498A CN 115190271 A CN115190271 A CN 115190271A
Authority
CN
China
Prior art keywords
camera
edge computing
computing terminal
self
coal mine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210749498.6A
Other languages
English (en)
Inventor
兰雨晴
余丹
张腾怀
邢智涣
王丹星
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Standard Intelligent Security Technology Co Ltd
Original Assignee
China Standard Intelligent Security Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Standard Intelligent Security Technology Co Ltd filed Critical China Standard Intelligent Security Technology Co Ltd
Priority to CN202210749498.6A priority Critical patent/CN115190271A/zh
Publication of CN115190271A publication Critical patent/CN115190271A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/181—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a plurality of remote sources
    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21F—SAFETY DEVICES, TRANSPORT, FILLING-UP, RESCUE, VENTILATION, OR DRAINING IN OR OF MINES OR TUNNELS
    • E21F17/00—Methods or devices for use in mines or tunnels, not covered elsewhere
    • E21F17/18—Special adaptations of signalling or alarm devices
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B21/00—Alarms responsive to a single specified undesired or abnormal condition and not otherwise provided for
    • G08B21/18—Status alarms
    • G08B21/24—Reminder alarms, e.g. anti-loss alarms
    • G—PHYSICS
    • G08—SIGNALLING
    • G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
    • G08B25/00—Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L67/00—Network arrangements or protocols for supporting network services or applications
    • H04L67/01—Protocols
    • H04L67/10—Protocols in which an application is distributed across nodes in the network
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N17/00—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details
    • H04N17/002—Diagnosis, testing or measuring for television systems or their details for television cameras
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N5/00—Details of television systems
    • H04N5/30—Transforming light or analogous information into electric information
    • H04N5/33—Transforming infrared radiation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)

Abstract

本发明提供了基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以此形成分布式摄像系统，并将分布式摄像系统接入到边缘计算终端，利用摄像头对实现可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换；再利用边缘计算终端对采集得到的矿区影像进行分析处理，确定对应位置的人员或机器活动信息，以此判断对应位置是否发生安全隐患事件，再向对应位置的报警终端发送报警通知消息；上述方法通过设置分布式的摄像头对煤矿区域进行多点拍摄监控，并且还能进行可见光拍摄和红外拍摄的切换，适应煤矿区域的不同作业场景，还利用边缘计算终端对所有摄像头对拍摄得到的影像进行同步及时的分析，提高煤矿开发的监控可靠性。

Description

基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法
技术领域
本发明涉及煤矿开发管理的技术领域，特别涉及基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法。
背景技术
煤矿开采通常都在地下区域，地下区域的空间狭窄，并且光照度较低，若采用常规的单一摄像监控方式，不仅会存在拍摄死角的问题，并且还会存在拍摄模糊不清的问题，将无法对煤开采进行有效精确的监控。此外，煤矿开采区域的作业地点分布较广，不同作业地点的监控摄像头无法同步和及时地将拍摄得到的影像进行快速分析，降低煤矿开采的安全监控可靠性。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷，本发明提供基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以此形成分布式摄像系统，并将分布式摄像系统接入到边缘计算终端，利用摄像头对实现可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换；再利用边缘计算终端对采集得到的矿区影像进行分析处理，确定对应位置的人员或机器活动信息，以此判断对应位置是否发生安全隐患事件，再向对应位置的报警终端发送报警通知消息；上述方法通过设置分布式的摄像头对煤矿区域进行多点拍摄监控，并且还能进行可见光拍摄和红外拍摄的切换，便于适应煤矿区域的不同作业场景，实现对煤矿区域的有效全面监控，此外利用边缘计算终端对所有摄像头对拍摄得到的影像进行同步及时的分析，实时发现煤矿区域安全状态，提高煤矿开发的监控可靠性。
本发明提供基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其包括如下步骤：
步骤S1，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头；将所述分布式摄像系统接入到边缘计算终端，并通过所述边缘计算终端对所述分布式摄像系统进行工作模式设定；
步骤S2，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像，并将所述矿区影像上传回所述边缘计算终端；
步骤S3，通过所述边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定所述摄像头对所处位置的人员或机器活动信息；根据所述人员或机器活动信息，判断所述摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件；
步骤S4，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息。
进一步，在步骤S1中，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头具体包括：
在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，并且在所有位置中相邻两个位置之间的距离不超过预设距离阈值；其中，每个摄像头对包括的可见光摄像头和红外摄像头与所述边缘计算终端之间分别具有独立的双向数据传输通道；
在每个摄像头对中均设置光照传感器，其用于检测每个摄像头对所处位置附近区域的环境照度值，并将所述环境照度值上传到所述边缘计算终端。
进一步，在所述步骤S1中，通过所述边缘计算终端对所述分布式摄像系统进行工作模式设定具体包括：
通过所述边缘计算终端将所述环境照度值与预设照度阈值进行比对；若所述环境照度值小于或等于预设照度阈值，则通过所述边缘计算终端向相应摄像头对的红外摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到红外摄像模式；若所述环境照度值大于预设照度阈值，则通过所述边缘计算终端向相应摄像头对应可见光摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到可见光摄像模式。
进一步，在所述步骤S2中，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像具体包括：
通过所述边缘计算终端向所述摄像头对当前处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头发送扫描摄像控制指令，指示处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头对自身所处位置的附近区域进行扫描拍摄，从而得到全景化矿区影像。
进一步，在所述步骤S2中，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像还包括：
若在影像采集过程中，所述边缘计算终端在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，则所述边缘计算终端指示所述摄像头进入自检自修工作模式，所述自检自修工作模式包括：所述边缘计算终端向所述摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令，并再次判断是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，若是，则对所述摄像头对切换供电线路，同时再次判断是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，根据所述自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，根据所述自检自修二进制码，控制所述摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，其具体过程为：
步骤S201，利用下面公式(1)，根据每个摄像头对与所述边缘计算终端之间独立的双向数据传输通道的数据传输情况，判断所述边缘计算终端是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，
Figure BDA0003717779930000031
在上述公式(1)中，Yk(t)表示t时刻所述边缘计算终端是否在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像；T表示预设时间段对应的时间长度；
Figure BDA0003717779930000032
表示从t-T时刻到t时刻所述边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的可见光摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
Figure BDA0003717779930000033
t-表示从t-T时刻到t时刻所述边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的红外摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
若Yk(t)＝0，表示t时刻所述边缘计算终端在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像，则控制第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
若Yk(t)≠0，表示不需要第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
步骤S202，若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，利用下面公式(2)，根据所述自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，
Figure BDA0003717779930000041
在上述公式(2)中，I(k)表示若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，则生成的第k个摄像头的自检自修二进制码；tq表示所述边缘计算终端向所述第k个摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令的控制时长加T，其中发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令包括：若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为启动状态，则需要切换为关闭状态，若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为关闭状态，则需要切换为启动状态；tg表示对所述第k个摄像头对切换供电线路的控制时长加T，其中每个摄像头对均为多线路进行供电，并且能够独立进行任意供电线路的控制切换；
步骤S203，利用下面公式(3)，根据所述自检自修二进制码，控制所述摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，
Figure BDA0003717779930000042
在上述公式(3)中，Zk(1)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于大拇指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(2)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于食指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(3)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于中指位置的振动装置的振动状态控制值；(1000)2表示二进制形式的1000；sum,-表示对括号内二进制数的所有位数进行求和；,-10表示对括号内二进制数转换为十进制形式；X*+表示1校验函数，若括号内的数值为1，则1校验函数的函数值为1，若括号内的数值不为1，则1校验函数的函数值为0；
若智能手套上位于大拇指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对当前能够正常工作；
若智能手套上位于食指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的摄像功能存在故障，需要进行维修；
若智能手套上位于中指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的供电线路存在故障，需要进行维修。
进一步，在所述步骤S2中，将所述矿区影像上传回所述边缘计算终端具体包括：
判断处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头是否已经完成一个扫描周期的拍摄操作；若是，则将当前扫描周期内得到的全景化矿区影像上传回所述边缘计算终端；若否，则等待处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头完成当前扫描周期的拍摄操作后，再将得到的全景化矿区影像上传回所述边缘计算终端；其中，所述扫描周期是指所述可见光摄像头或所述红外摄像头完成一次完整扫描拍摄操作所需的时间。
进一步，在所述步骤S3中，通过所述边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定所述摄像头对所处位置的人员或机器活动信息具体包括：
通过所述边缘计算终端对接收到的全景化矿区影像进行影像分割处理，得到若干矿区子影像，并且每个矿区子影像的画面中包含的人员或机器都是完整的；
再对每个矿区子影像进行物体轮廓识别处理，得到每个矿区子影像存在的人员或机器的像素轮廓信息；并根据所述像素轮廓信息，确定每个矿区子影像的画面中存在的人员或机器的动作姿态信息或实时所处位置信息，以此作为人员或机器活动信息。
进一步，在所述步骤S3中，根据所述人员或机器活动信息，判断所述摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件具体包括：
根据人员或机器的动作姿态信息，判断人员或机器是否存在违规动作姿态；
根据人员或机器的实时所处位置信息，判断人员或机器是否处于煤矿的预设作业禁区位置；
若人员或机器存在违规动作姿态，或者人员或机器处于煤矿的预设作业禁区位置，则确定所述摄像头对所处位置发生安全隐患事件。
进一步，在所述步骤S4中，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息具体包括：
若确定所述摄像头对所处位置发生安全隐患事件，则向对应位置的人员所持的移动终端或机器上安装的报警器发送报警通知消息；当机器上的报警器接收到所述报警通知消息后，自动进行断电停止运行状态。
相比于现有技术，该基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以此形成分布式摄像系统，并将分布式摄像系统接入到边缘计算终端，利用摄像头对实现可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换；再利用边缘计算终端对采集得到的矿区影像进行分析处理，确定对应位置的人员或机器活动信息，以此判断对应位置是否发生安全隐患事件，再向对应位置的报警终端发送报警通知消息；上述方法通过设置分布式的摄像头对煤矿区域进行多点拍摄监控，并且还能进行可见光拍摄和红外拍摄的切换，便于适应煤矿区域的不同作业场景，实现对煤矿区域的有效全面监控，此外利用边缘计算终端对所有摄像头对拍摄得到的影像进行同步及时的分析，实时发现煤矿区域安全状态，提高煤矿开发的监控可靠性。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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为本发明提供的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法的流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。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。
参阅图1，为本发明实施例提供的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法的流程示意图。该基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法包括如下步骤：
步骤S1，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头；将该分布式摄像系统接入到边缘计算终端，并通过该边缘计算终端对该分布式摄像系统进行工作模式设定；
步骤S2，通过该边缘计算终端向该摄像头对发送摄像控制指令，指示该摄像头对采集自身所处位置的矿区影像，并将该矿区影像上传回该边缘计算终端；
步骤S3，通过该边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定该摄像头对所处位置的人员或机器活动信息；根据该人员或机器活动信息，判断该摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件；
步骤S4，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息。
上述技术方案的有益效果为：该基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以此形成分布式摄像系统，并将分布式摄像系统接入到边缘计算终端，利用摄像头对实现可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换；再利用边缘计算终端对采集得到的矿区影像进行分析处理，确定对应位置的人员或机器活动信息，以此判断对应位置是否发生安全隐患事件，再向对应位置的报警终端发送报警通知消息；上述方法通过设置分布式的摄像头对煤矿区域进行多点拍摄监控，并且还能进行可见光拍摄和红外拍摄的切换，便于适应煤矿区域的不同作业场景，实现对煤矿区域的有效全面监控，此外利用边缘计算终端对所有摄像头对拍摄得到的影像进行同步及时的分析，实时发现煤矿区域安全状态，提高煤矿开发的监控可靠性。
优选地，在步骤S1中，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头具体包括：
在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，并且在所有位置中相邻两个位置之间的距离不超过预设距离阈值；其中，每个摄像头对包括的可见光摄像头和红外摄像头与该边缘计算终端之间分别具有独立的双向数据传输通道；
在每个摄像头对中均设置光照传感器，其用于检测每个摄像头对所处位置附近区域的环境照度值，并将该环境照度值上传到该边缘计算终端。
上述技术方案的有益效果为：通过在煤矿区域的不同位置设置包括可见光摄像头和红外摄像头，这样对相应的煤矿位置区域进行可见光拍摄和红外拍摄的两种不同模式的切换。同时在每个摄像头对中单独设置光照传感器，便于以光照传感器采集的环境照度值为基准，准确进行上述两种拍摄模式的切换。此外，将所有位置中相邻两个位置之间的距离设成不超过预设距离阈值，能够保证对煤矿区域进行全面无遗漏的拍摄。
优选地，在该步骤S1中，通过该边缘计算终端对该分布式摄像系统进行工作模式设定具体包括：
通过该边缘计算终端将该环境照度值与预设照度阈值进行比对；若该环境照度值小于或等于预设照度阈值，则通过该边缘计算终端向相应摄像头对的红外摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到红外摄像模式；若该环境照度值大于预设照度阈值，则通过该边缘计算终端向相应摄像头对应可见光摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到可见光摄像模式。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，以环境照度值作为可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换，使得无论在煤矿区域的不同位置环境光照充足与否，均能够获得煤矿区域对应位置的清晰影像，从而避免拍摄得到的影像存在模糊不清的情况，提高拍摄拍摄的质量和清晰度。
优选地，在该步骤S2中，通过该边缘计算终端向该摄像头对发送摄像控制指令，指示该摄像头对采集自身所处位置的矿区影像具体包括：
通过该边缘计算终端向该摄像头对当前处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头发送扫描摄像控制指令，指示处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头对自身所处位置的附近区域进行扫描拍摄，从而得到全景化矿区影像。
上述技术方案的有益效果为：通过边缘计算终端向处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头发送扫描摄像控制指令，这样能够对相应位置的附近区域进行广角化扫描拍摄，最大限度将附近区域存在的人员和机器收纳到影像中，有效避免发生人员和机器遗漏拍摄的情况。
优选地，在该步骤S2中，通过该边缘计算终端向该摄像头对发送摄像控制指令，指示该摄像头对采集自身所处位置的矿区影像还包括：
若在影像采集过程中，该边缘计算终端在预设时间段内未收到该摄像头对拍摄的影像，则该边缘计算终端指示该摄像头进入自检自修工作模式，该自检自修工作模式包括：该边缘计算终端向该摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令，并再次判断是否在预设时间段内未收到该摄像头对拍摄的影像，若是，则对该摄像头对切换供电线路，同时再次判断是否在预设时间段内未收到该摄像头对拍摄的影像，根据该自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，根据该自检自修二进制码，控制该摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，其具体过程为：
步骤S201，利用下面公式(1)，根据每个摄像头对与该边缘计算终端之间独立的双向数据传输通道的数据传输情况，判断该边缘计算终端是否在预设时间段内未收到该摄像头对拍摄的影像，
Figure BDA0003717779930000101
在上述公式(1)中，Yk(t)表示t时刻该边缘计算终端是否在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像；T表示预设时间段对应的时间长度；
Figure BDA0003717779930000102
表示从t-T时刻到t时刻该边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的可见光摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
Figure BDA0003717779930000103
表示从t-T时刻到t时刻该边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的红外摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
若Yk(t)＝0，表示t时刻该边缘计算终端在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像，则控制第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
若Yk(t)≠0，表示不需要第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
步骤S202，若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，利用下面公式(2)，根据该自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，
Figure BDA0003717779930000104
在上述公式(2)中，I(k)表示若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，则生成的第k个摄像头的自检自修二进制码；tq表示该边缘计算终端向该第k个摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令的控制时长加T，其中发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令包括：若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为启动状态，则需要切换为关闭状态，若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为关闭状态，则需要切换为启动状态；tg表示对该第k个摄像头对切换供电线路的控制时长加T，其中每个摄像头对均为多线路进行供电，并且能够独立进行任意供电线路的控制切换；
步骤S203，利用下面公式(3)，根据该自检自修二进制码，控制该摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，
Figure BDA0003717779930000111
在上述公式(3)中，Zk(1)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于大拇指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(2)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于食指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(3)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于中指位置的振动装置的振动状态控制值；(1000)2表示二进制形式的1000；sum,-表示对括号内二进制数的所有位数进行求和；,-10表示对括号内二进制数转换为十进制形式；X*+表示1校验函数，若括号内的数值为1，则1校验函数的函数值为1，若括号内的数值不为1，则1校验函数的函数值为0；
若智能手套上位于大拇指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对当前能够正常工作；
若智能手套上位于食指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的摄像功能存在故障，需要进行维修；
若智能手套上位于中指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的供电线路存在故障，需要进行维修。
上述技术方案的有益效果为：利用上述公式(1)，根据每个摄像头对与边缘计算终端之间具有的独立的双向数据传输通道的数据传输情况，判断边缘计算终端是否长时间未收到摄像头对采集的影像，从而知晓摄像头对是否出现故障情况，便于后续自动进行智能的自检自修工作模式；然后利用上述公式(2)，根自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，从而利用二进制数据来进行后续的控制，一是二进制数据很稳定控制过程不易出错，二是数据传输方便节省控制时间；最后利用上述公式(3)，根据自检自修二进制码控制，对应的工作人员手套上振动装置的振动，从而工作人员根据手指的振动知晓摄像头对的故障状态以及自检自修工作模式后，摄像头对是否可以正常工作，便于对摄像头对进行针对性检修，使得系统更加的人性化。
优选地，在该步骤S2中，将该矿区影像上传回该边缘计算终端具体包括：
判断处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头是否已经完成一个扫描周期的拍摄操作；若是，则将当前扫描周期内得到的全景化矿区影像上传回该边缘计算终端；若否，则等待处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头完成当前扫描周期的拍摄操作后，再将得到的全景化矿区影像上传回该边缘计算终端；其中，该扫描周期是指该可见光摄像头或该红外摄像头完成一次完整扫描拍摄操作所需的时间。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，以可见光摄像头或红外摄像头进行拍摄操作对应的扫描周期为基准，只有当可见光摄像头或红外摄像头挖成当前扫描周期内的拍摄操作后才将采集得到的全景化矿区影像上传到边缘计算终端，这样能够保证全景化矿区影像的完整性，避免在扫描拍摄过程中发生煤矿区域遗漏拍摄或拍摄不全面的情况发生。
优选地，在该步骤S3中，通过该边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定该摄像头对所处位置的人员或机器活动信息具体包括：
通过该边缘计算终端对接收到的全景化矿区影像进行影像分割处理，得到若干矿区子影像，并且每个矿区子影像的画面中包含的人员或机器都是完整的；
再对每个矿区子影像进行物体轮廓识别处理，得到每个矿区子影像存在的人员或机器的像素轮廓信息；并根据该像素轮廓信息，确定每个矿区子影像的画面中存在的人员或机器的动作姿态信息或实时所处位置信息，以此作为人员或机器活动信息。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，首先利用边缘计算终端对全景化矿区影像进行人员和机器的边缘像素识别处理，确定全景化矿区影像存在的所有人员和机器各自的边缘像素界线，再根据该边缘像素界线，对全景化矿区影像进行影像分割处理，得到若干矿区子影像，从而使得且每个矿区子影像的画面中包含的人员或机器都是完整的，不存在人员或机器在矿区子影像画面中存在被切割而不完整的情况。此外，对每个矿区子影像进行物体轮廓识别处理，以此确定每个矿区子影像的画面中存在的人员或机器的动作姿态信息或实时所处位置信息，从而对人员或机器的活动行为进行准确分析。
优选地，在该步骤S3中，根据该人员或机器活动信息，判断该摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件具体包括：
根据人员或机器的动作姿态信息，判断人员或机器是否存在违规动作姿态；
根据人员或机器的实时所处位置信息，判断人员或机器是否处于煤矿的预设作业禁区位置；
若人员或机器存在违规动作姿态，或者人员或机器处于煤矿的预设作业禁区位置，则确定该摄像头对所处位置发生安全隐患事件。
上述技术方案的有益效果为：在实际操作中，可将人员或机器的动作姿态信息中的行为动作姿态与预设违规动作姿态数据库进行比对，若两者相匹配，则确定人员或机器是否存在违规动作姿态。此外，还可将人员或机器的实时所处位置坐标与预设作业禁区位置坐标数据库进行比对，若两者相匹配，则确定人员或机器处于煤矿的预设作业禁区位置。通过上述方式，能够对摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件进行准确快速的判断。
优选地，在该步骤S4中，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息具体包括：
若确定该摄像头对所处位置发生安全隐患事件，则向对应位置的人员所持的移动终端或机器上安装的报警器发送报警通知消息；当机器上的报警器接收到该报警通知消息后，自动进行断电停止运行状态。
上述技术方案的有益效果为：通过上述方式，当确定摄像头对所处位置发生安全隐患事件时，向对应位置的人员所持的移动终端或机器上安装的报警器发送报警通知消息，这样对应人员能够及时根据收到的报警通知消息改变自身当前的开采作业行为，避免发生安全事故，以及使得机器在报警通知消息的触发下，自动进行断电停止运行状态，避免机器继续运作而影响煤矿区域的地质结构安全性。
从上述实施例的内容可知，该基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以此形成分布式摄像系统，并将分布式摄像系统接入到边缘计算终端，利用摄像头对实现可见光拍摄模式和红外拍摄模式的切换；再利用边缘计算终端对采集得到的矿区影像进行分析处理，确定对应位置的人员或机器活动信息，以此判断对应位置是否发生安全隐患事件，再向对应位置的报警终端发送报警通知消息；上述方法通过设置分布式的摄像头对煤矿区域进行多点拍摄监控，并且还能进行可见光拍摄和红外拍摄的切换，便于适应煤矿区域的不同作业场景，实现对煤矿区域的有效全面监控，此外利用边缘计算终端对所有摄像头对拍摄得到的影像进行同步及时的分析，实时发现煤矿区域安全状态，提高煤矿开发的监控可靠性。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于，其包括如下步骤：
步骤S1，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头；将所述分布式摄像系统接入到边缘计算终端，并通过所述边缘计算终端对所述分布式摄像系统进行工作模式设定；
步骤S2，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像，并将所述矿区影像上传回所述边缘计算终端；
步骤S3，通过所述边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定所述摄像头对所处位置的人员或机器活动信息；根据所述人员或机器活动信息，判断所述摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件；
步骤S4，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息。
2.如权利要求1所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在步骤S1中，在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，以构成分布式摄像系统，其中每个摄像头对均包括相互独立工作的可见光摄像头和红外摄像头具体包括：
在煤矿区域的不同位置设置若干摄像头对，并且在所有位置中相邻两个位置之间的距离不超过预设距离阈值；其中，每个摄像头对包括的可见光摄像头和红外摄像头与所述边缘计算终端之间分别具有独立的双向数据传输通道；
在每个摄像头对中均设置光照传感器，其用于检测每个摄像头对所处位置附近区域的环境照度值，并将所述环境照度值上传到所述边缘计算终端。
3.如权利要求2所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S1中，通过所述边缘计算终端对所述分布式摄像系统进行工作模式设定具体包括：
通过所述边缘计算终端将所述环境照度值与预设照度阈值进行比对；若所述环境照度值小于或等于预设照度阈值，则通过所述边缘计算终端向相应摄像头对的红外摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到红外摄像模式；若所述环境照度值大于预设照度阈值，则通过所述边缘计算终端向相应摄像头对应可见光摄像头发送启动指令，从而使相应摄像头对进入到可见光摄像模式。
4.如权利要求3所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像具体包括：
通过所述边缘计算终端向所述摄像头对当前处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头发送扫描摄像控制指令，指示处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头对自身所处位置的附近区域进行扫描拍摄，从而得到全景化矿区影像。
5.如权利要求4所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，通过所述边缘计算终端向所述摄像头对发送摄像控制指令，指示所述摄像头对采集自身所处位置的矿区影像还包括：
若在影像采集过程中，所述边缘计算终端在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，则所述边缘计算终端指示所述摄像头进入自检自修工作模式，所述自检自修工作模式包括：所述边缘计算终端向所述摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令，并再次判断是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，若是，则对所述摄像头对切换供电线路，同时再次判断是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，根据所述自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，根据所述自检自修二进制码，控制所述摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，其具体过程为：
步骤S201，利用下面公式(1)，根据每个摄像头对与所述边缘计算终端之间独立的双向数据传输通道的数据传输情况，判断所述边缘计算终端是否在预设时间段内未收到所述摄像头对拍摄的影像，
Figure FDA0003717779920000031
在上述公式(1)中，Yk(t)表示t时刻所述边缘计算终端是否在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像；T表示预设时间段对应的时间长度；
Figure FDA0003717779920000032
表示从t-T时刻到t时刻所述边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的可见光摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
Figure FDA0003717779920000033
表示从t-T时刻到t时刻所述边缘计算终端接收到第k个摄像头对中的红外摄像头的数据，上述数据为二进制转十进制形式；
若Yk(t)＝0，表示t时刻所述边缘计算终端在预设时间段内未收到第k个摄像头对拍摄的影像，则控制第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
若Yk(t)≠0，表示不需要第k个摄像头对进入自检自修工作模式；
步骤S202，若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，利用下面公式(2)，根据所述自检自修工作模式的判断结果，生成自检自修二进制码，
Figure FDA0003717779920000041
在上述公式(2)中，I(k)表示若第k个摄像头对进入自检自修工作模式，则生成的第k个摄像头的自检自修二进制码；tq表示所述边缘计算终端向所述第k个摄像头对发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令的控制时长加T，其中发送可见光摄像头和红外摄像头的切换状态指令包括：若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为启动状态，则需要切换为关闭状态，若原先可见光摄像头或的红外摄像头状态为关闭状态，则需要切换为启动状态；tg表示对所述第k个摄像头对切换供电线路的控制时长加T，其中每个摄像头对均为多线路进行供电，并且能够独立进行任意供电线路的控制切换；
步骤S203，利用下面公式(3)，根据所述自检自修二进制码，控制所述摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套的振动装置的振动状态，
Figure FDA0003717779920000042
在上述公式(3)中，Zk(1)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于大拇指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(2)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于食指位置的振动装置的振动状态控制值；Zk(3)表示第k个摄像头对关联的工作人员佩戴的智能手套上位于中指位置的振动装置的振动状态控制值；(1000)2表示二进制形式的1000；sum[]表示对括号内二进制数的所有位数进行求和；[]10表示对括号内二进制数转换为十进制形式；X{}表示1校验函数，若括号内的数值为1，则1校验函数的函数值为1，若括号内的数值不为1，则1校验函数的函数值为0；
若智能手套上位于大拇指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对当前能够正常工作；
若智能手套上位于食指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的摄像功能存在故障，需要进行维修；
若智能手套上位于中指位置的振动装置进行振动，则表明第k个摄像头对的供电线路存在故障，需要进行维修。
6.如权利要求4所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S2中，将所述矿区影像上传回所述边缘计算终端具体包括：判断处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头是否已经完成一个扫描周期的拍摄操作；若是，则将当前扫描周期内得到的全景化矿区影像上传回所述边缘计算终端；若否，则等待处于启动状态的可见光摄像头或红外摄像头完成当前扫描周期的拍摄操作后，再将得到的全景化矿区影像上传回所述边缘计算终端；其中，所述扫描周期是指所述可见光摄像头或所述红外摄像头完成一次完整扫描拍摄操作所需的时间。
7.如权利要求6所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，通过所述边缘计算终端对接收到的矿区影像进行分析处理，确定所述摄像头对所处位置的人员或机器活动信息具体包括：通过所述边缘计算终端对接收到的全景化矿区影像进行影像分割处理，得到若干矿区子影像，并且每个矿区子影像的画面中包含的人员或机器都是完整的；
再对每个矿区子影像进行物体轮廓识别处理，得到每个矿区子影像存在的人员或机器的像素轮廓信息；并根据所述像素轮廓信息，确定每个矿区子影像的画面中存在的人员或机器的动作姿态信息或实时所处位置信息，以此作为人员或机器活动信息。
8.如权利要求7所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S3中，根据所述人员或机器活动信息，判断所述摄像头对所处位置是否发生安全隐患事件具体包括：
根据人员或机器的动作姿态信息，判断人员或机器是否存在违规动作姿态；
根据人员或机器的实时所处位置信息，判断人员或机器是否处于煤矿的预设作业禁区位置；
若人员或机器存在违规动作姿态，或者人员或机器处于煤矿的预设作业禁区位置，则确定所述摄像头对所处位置发生安全隐患事件。
9.如权利要求8所述的基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法，其特征在于：
在所述步骤S4中，根据上述判断结果，向对应位置的报警终端发送报警通知消息具体包括：
若确定所述摄像头对所处位置发生安全隐患事件，则向对应位置的人员所持的移动终端或机器上安装的报警器发送报警通知消息；当机器上的报警器接收到所述报警通知消息后，自动进行断电停止运行状态。
CN202210749498.6A 2022-06-28 2022-06-28 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法 Pending CN115190271A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210749498.6A CN115190271A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210749498.6A CN115190271A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115190271A true CN115190271A (zh) 2022-10-14

Family

ID=83515739

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210749498.6A Pending CN115190271A (zh) 2022-06-28 2022-06-28 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115190271A (zh)

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101587629A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 上海新联纬讯科技发展有限公司 监控摄像机的故障报警系统
CN102176270A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 广州飒特电力红外技术有限公司 安全监控及火灾预警一体化系统及方法
KR101543542B1 (ko) * 2014-11-06 2015-08-10 김경숙 지능형 감시 시스템 및 이를 이용한 지능형 감시 방법
DE102014119680A1 (de) * 2014-12-29 2016-06-30 Baumüller Nürnberg GmbH System zur Leitungsüberwachung
CN108109393A (zh) * 2018-01-10 2018-06-01 合肥师范学院 可切换摄像模式的交通监控装置
CN110942058A (zh) * 2019-07-31 2020-03-31 广东互动电子网络媒体有限公司 一种基于ccd机器视觉识别的仪表数据读取方法
CN112863100A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 山东奥邦交通设施工程有限公司 一种智能施工安全监测系统及方法
CN113079350A (zh) * 2021-03-22 2021-07-06 昆仑数智科技有限责任公司 一种摄像装置以及生产监控系统
EP3922523A1 (en) * 2020-06-08 2021-12-15 Faurecia Clarion Electronics Co., Ltd. Self-position estimation device
CN113870550A (zh) * 2021-08-11 2021-12-31 中标慧安信息技术股份有限公司 基于边缘计算的区域异常检测方法和系统
CN114445782A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 重庆大学 基于边缘ai和北斗短报文的输电线路图像采集系统
CN114500985A (zh) * 2021-12-13 2022-05-13 浙江零跑科技股份有限公司 车载摄像头静电异常解决方法

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101587629A (zh) * 2008-05-21 2009-11-25 上海新联纬讯科技发展有限公司 监控摄像机的故障报警系统
CN102176270A (zh) * 2011-02-25 2011-09-07 广州飒特电力红外技术有限公司 安全监控及火灾预警一体化系统及方法
KR101543542B1 (ko) * 2014-11-06 2015-08-10 김경숙 지능형 감시 시스템 및 이를 이용한 지능형 감시 방법
DE102014119680A1 (de) * 2014-12-29 2016-06-30 Baumüller Nürnberg GmbH System zur Leitungsüberwachung
CN108109393A (zh) * 2018-01-10 2018-06-01 合肥师范学院 可切换摄像模式的交通监控装置
CN110942058A (zh) * 2019-07-31 2020-03-31 广东互动电子网络媒体有限公司 一种基于ccd机器视觉识别的仪表数据读取方法
EP3922523A1 (en) * 2020-06-08 2021-12-15 Faurecia Clarion Electronics Co., Ltd. Self-position estimation device
CN112863100A (zh) * 2020-12-31 2021-05-28 山东奥邦交通设施工程有限公司 一种智能施工安全监测系统及方法
CN113079350A (zh) * 2021-03-22 2021-07-06 昆仑数智科技有限责任公司 一种摄像装置以及生产监控系统
CN113870550A (zh) * 2021-08-11 2021-12-31 中标慧安信息技术股份有限公司 基于边缘计算的区域异常检测方法和系统
CN114500985A (zh) * 2021-12-13 2022-05-13 浙江零跑科技股份有限公司 车载摄像头静电异常解决方法
CN114445782A (zh) * 2022-02-14 2022-05-06 重庆大学 基于边缘ai和北斗短报文的输电线路图像采集系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
龙昊波;周维林;: "安防智能报障系统的研究与实现", 中国科技信息, no. 13, 1 July 2013 (2013-07-01) *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109068099B (zh) 基于视频监控的虚拟电子围栏监控方法及系统
CN108681690B (zh) 一种基于深度学习的流水线人员规范操作检测系统
US6404455B1 (en) Method for tracking entering object and apparatus for tracking and monitoring entering object
CN107679471B (zh) 基于视频监控平台的室内人员空岗检测方法
CN112396658B (zh) 一种基于视频的室内人员定位方法及定位系统
CN103871119A (zh) 安全生产隐患排查电子巡检系统
CN107948465A (zh) 一种检测摄像头被干扰的方法和装置
CN110874866B (zh) 一种基于视频的变电站三维监控方法及系统
CN105488806A (zh) 一种工件位置追踪定位方法及定位系统
CN110458794B (zh) 用于轨道列车的配件质量检测方法及装置
CN112839200B (zh) 基于5g技术的电厂违章行为识别方法、系统和网络服务端
CN112132078A (zh) 一种基于图像和热成像跟踪的煤岩界面识别系统
CN111680610A (zh) 一种施工场景异常监测方法和装置
CN115035088A (zh) 一种基于yolov5和姿态估计的安全帽佩戴检测方法
US20220004748A1 (en) Video display method, device and system, and video camera
AU2020351974A1 (en) Fish counting system, fish counting method, and program
CN115190271A (zh) 基于边缘计算的煤矿开发安全监控方法
CN112633157B (zh) 一种agv工作区域安全性的实时检测方法及系统
CN108363485B (zh) 非触摸屏显示终端的控制方法、装置、系统和计算机设备
CN110798681B (zh) 成像设备的监测方法、装置和计算机设备
CN112532927A (zh) 一种施工现场智能安全管控系统
CN111753587B (zh) 一种倒地检测方法及装置
CN111966126A (zh) 无人机巡逻方法、装置及无人机
CN111291728A (zh) 违规翻越传输带行为的检测系统及检测设备、检测方法
CN115314684B (zh) 一种铁路桥梁的巡检方法、系统、设备及可读存储介质

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination