高采样频率的矿井电火花图像识别及抗干扰方法研究

摘要

隔爆外壳外的电缆和电气设备漏电、大功率无线电发射在金属支护和机电设备金属上感生电动势放电产生的矿井电火花,会引起瓦斯和煤尘爆炸及矿井火灾事故,因此有必要尽早感知矿井电火花。影响矿井电火花识别的主要是矿井光源,为减少矿井光源对矿井电火花图像识别的干扰,提出了一种高采样频率的矿井电火花图像识别及抗干扰方法:依据电火花的最长持续发光时间和闪光光源的最短持续发光时间,计算摄像机的采样频率,保证每次电火花出现时,电火花图像只出现在1帧图像上,且矿井光源存在时,干扰光源图像至少出现在连续2帧图像上;计算每帧图像的像素灰度和,若当前帧图像的像素灰度和与前后相邻帧图像的像素灰度和的差值均大于设定的阈值,则发出矿井电火花报警信号。试验结果表明:在无干扰光源条件下,该方法可准确识别矿井电火花图像,准确率达100%;在有日光灯、白炽灯等常亮光源干扰条件下,电火花与日光灯混合图像中电火花识别准确率达99.40%,电火花与白炽灯混合图像中电火花识别准确率达99.67%;在有闪光光源干扰条件下,电火花与闪光灯混合图像中电火花识别准确率达100%。