基于视觉技术的井下胶带运输机运动监测方法研究

摘要

视频监控技术在煤炭工业中得到广泛应用,已成为井下安全生产和管理的重要技术手段之一。胶带运输机的运动状态监测是井下视频监测和管理的重要内容之一。研究基于视频监控的胶带运输机运动状态监测方法,对于提高煤矿安全监控和管理水平具有重要的意义。本文主要研究内容和成果如下:
　　研究设计了适于井下视频图像特点的图像预处理方法。该方法先采用双边滤波进行降噪,然后将多尺度Retinex方法与直方图均衡化相结合,实现了井下胶带运输机视频图像的增强。实验结果表明,图像降噪和增强效果良好,实现了低亮度区域增强及高亮度区域抑制。
　　本文针对胶带运输机上煤块实时检测问题,提出了一种基于改进的混合高斯模型的煤块目标检测方法。该方法首先将视频图像划分为块,以块的均值代替该块内的像素进行建模,缩减了背景建模时间,然后将背景建模状态阶段划分为两阶段,根据不同的阶段需求采用不同的学习率,加快了场景转换时背景形成速率。实验结果表明,该方法能够有效提高煤块检测的速度,采用并行系统可以满足视频检测实时性要求。
　　利用视觉计算理论研究了胶带运输机的运动状态监测方法。该方法先将卡尔曼滤波与最近邻法结合进行煤块目标跟踪,然后根据简化的成像模型计算煤块运行的速度,借助运输机的运行速度实现对胶带运输机的运动状态监测。实验表明,该方法能够用于胶带运输机运动状态的异常监测。
　　本文提出的基于视觉技术的井下胶带运输机运动监测方法可充分利用工业监控视频信息,实现对胶带运输机运动状态的实时自动监测,对煤矿监控和管理以及灾害预防具有重要意义。

目录

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1 绪 论

1.1 选题背景及研究意义

1.2 国内外研究现状分析

1.3 本文研究的主要内容及章节安排

2 井下胶带运输机监测方法

2.1 胶带运输机的异常现象

2.2 胶带运输机常用监测方法

2.3 本文所提出的监测方法

3 胶带运输机上煤块目标检测

3.1 图像预处理

3.2 目标检测常用方法

3.3 基于混合高斯模型的目标检测方法及其改进

3.4 胶带运输机煤块检测分析

3.5 本章小结

4 胶带运输机运动状态监测

4.1目标跟踪常用方法

4.2基于卡尔曼滤波器与最近邻法结合的目标跟踪

4.3胶带运输机速度计算与运动监测

4.4误差原因分析

5 结 论

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献

附 录