一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法

摘要

本发明涉及一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，通过煤矿工作面上安装在液压支架上的图像采集装置进行图像采集，根据图像中液压支架的位置距离划分安全区域与危险区域，对采集到的图像进行图像处理和图像识别，获取人员在图像中具体位置并计算出人员在液压支架下的实际位置；若人员处于危险区域，液压支架控制器闭锁。该方法通过利用图像识别技术对工作面作业人员进行目标识别定位，判断工作面作业人员是否处于安全区域，保障工作面作业人员的人身安全，满足可靠性、高安全性自动化开采的需要。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿自动化技术领域，涉及煤矿井下人员综采工作面的液压支架下安全保护，具体涉及一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法。

背景技术

液压支架是煤矿开采的重要生产设备之一，尤其是在综采工作面中，其不仅为工作面提供支护，还起到推移刮板运输机的作用；在工作时需要对保证若干支架在同一条直线上，但由于推移机构仍存在较大的机械间隙、死区，无法将刮板运输机推移平直，还需要进行人工修正，但自动化运动的设备对执行修正任务的操作人员构成安全威胁。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述缺陷，本发明提供一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，该方法通过利用图像识别技术对工作面作业人员进行目标识别定位，判断工作面作业人员是否处于安全区域，保障工作面作业人员的人身安全，满足可靠性、高安全性自动化开采的需要。

本发明解决其技术问题采用的技术方案如下：一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，包括以如下操作步骤为一个单元的若干操作单元：

步骤a，图像采集，图像采集装置采集液压支架下场景实时图像并形成相应的图像数据，若干所述的图像采集装置设置在固定于煤矿工作面沿线上各液压支架的顶部、与运动状态的液压支架保持相对位置不变；

步骤b，区域划分，所述图像采集装置与分析平台通信，所述分析平台根据液压支架下方四周的距离范围进行区域划分，标定为工作面作业人员作业的安全区域和危险区域；

步骤c，分析与计算，所述分析平台包括图像处理系统与图像识别系统；所述图像处理系统对图像采集装置采集到的图像数据处理并通过图像识别系统识别作业人员，分析工作面作业人员在图像中的距离位置以及计算工作人员在图像中的位置属于在步骤b中划分的安全区域或危险区域的实际位置；

步骤d，装置闭锁或运动，以步骤c分析与计算的结果，当工作人员的实际位置处于划分的危险区域时，液压支架的控制器禁止推移刮板的运输机运动且同时禁止液压支架运动，人员处于运输机和液压支架闭锁状态；当工作人员的实际位置处于划分的安全区域时，液压支架与运输机处于运动状态；所述分析平台与控制器电连接。

该种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，通过设置在液压支架上的图像采集装置获取液压支架下的实时场景，同时对图像数据进行区域划分，从而确定工作面作业人员安全作业范围与危险作业范围，并利用图像识别技术对工作面作业人员进行目标识别定位，判断作业人员的实时位置，当作业人员处于危险区域时，对运输机和液压支架闭锁状态，大大提高了液压支架下的工作安全程度，保证工作面作业人员操作液压支架时的人身安全。

进一步的，还包括步骤e，防遮挡警示，所述分析平台与警示装置电连接；所述分析平台在步骤c分析与计算中分析处理图像数据以及识别液压支架和工作人员，图像数据处理对图像数据中工作人员对应的数据外其他图像数据异常时，警示装置工作。该警示装置在图像采集装置被其他工件遮挡时进行工作面提醒，确保图像采集装置采集图像准确，提高安全系数。

本发明的有益效果是：

1、该种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，通过设置在液压支架上的图像采集装置获取液压支架下的实时场景，同时对图像数据进行区域划分，从而确定工作面作业人员安全作业范围与危险作业范围，并利用图像识别技术对工作面作业人员进行目标识别定位，判断作业人员的实时位置，当作业人员处于危险区域时，对运输机和液压支架闭锁状态，大大提高了液压支架下的工作安全程度，保证工作面作业人员操作液压支架时的人身安全。

2、引入的警示装置在图像采集装置被其他工件遮挡时进行工作面提醒，确保图像采集装置采集图像准确，提高安全系数。

附图说明

通过下面结合附图的详细描述，本发明前述的和其他的目的、特征和优点将变得显而易见。

图1为本发明图像采集装置安装结构示意图；

图2为本发明分析平台通信关系图；

图3为本发明图像采集装置采集的实时图像；

其中：1为液压支架，2为运输机，3为图像采集装置，4为分析平台，41为图像处理系统，42为图像识别系统，5为控制器，6为警示装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

一种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，包括以如下操作步骤为一个单元的若干操作单元：

步骤a，图像采集，图像采集装置采集液压支架下场景实时图像并形成相应的图像数据，若干所述的图像采集装置设置在固定于煤矿工作面沿线上各液压支架的顶部、与运动状态的液压支架保持相对位置不变，所述图像数据为为图像采集装置基于Python的OpenCV技术获取的液压支架下的实时图像数据，所述图像数据为基于图像采集装置分辨率的3通道像素矩阵；

步骤b，区域划分，所述图像采集装置与分析平台通信，所述分析平台根据液压支架下方四周的距离范围进行区域划分，标定为工作面作业人员作业的安全区域和危险区域，具体的，以像素矩阵中标定区域P为危险区域，非标定区域为安全区域；

步骤c，分析与计算，所述分析平台包括图像处理系统与图像识别系统；所述图像处理系统对图像采集装置采集到的图像数据处理并通过图像识别系统识别作业人员，分析工作面作业人员在图像中的距离位置以及计算工作人员在图像中的位置属于在步骤b中划分的安全区域或危险区域的实际位置；具体的，所述分析平台基于YOLOv3图像算法对像素矩阵进行处理与分析，所述图像识别系统获取工作面作业人员在图像中的具体位置，得到框体标识[x

在此操作中，若存在步骤e防遮挡警示，即所述分析平台在分析平台处理图像数据以及识别液压支架和工作人员，图像数据处理对图像数据中工作人员对应的数据外其他图像数据异常时，警示装置工作；所述分析平台与警示装置电连接；示警装置工作后液压支架的控制器禁止推移刮板的运输机运动且同时禁止液压支架运动，工作人员及时清除图像采集装置上的遮挡物；清除作为障碍的遮挡物后，重复步骤a—步骤c；

步骤d，装置闭锁或运动，以步骤c分析与计算的结果，当工作人员的实际位置处于划分的危险区域时，液压支架的控制器禁止推移刮板的运输机运动且同时禁止液压支架运动，人员处于运输机和液压支架闭锁状态；当工作人员的实际位置处于划分的安全区域时，液压支架与运输机处于运动状态；所述分析平台与控制器电连接。

该种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法涉及的装置结构如下：包括液压支架1、运输机2、图像采集装置3、分析平台4、警示装置6以及控制器5，图像采集装置3设置在液压支架1的顶部，本实施例中所述图像采集装置3采用的为网络摄像头；所述分析平台4包括图像处理系统41和图像识别系统42，所述分析平台4与控制器5电连接，所述分析平台4与警示装置6电连接，所述警示装置6与控制器5电连接。

该种基于图像识别技术的支架下人员检测闭锁方法，通过设置在液压支架上的图像采集装置获取液压支架下的实时场景，同时对图像数据进行区域划分，从而确定工作面作业人员安全作业范围与危险作业范围，并利用图像识别技术对工作面作业人员进行目标识别定位，判断作业人员的实时位置，当作业人员处于危险区域时，对运输机和液压支架闭锁状态，大大提高了液压支架下的工作安全程度，保证工作面作业人员操作液压支架时的人身安全。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。