本技术介绍了一种利用计算机视觉技术实现矿井下钻机钻杆计数的新方法。首先,系统通过S1步骤获取钻杆的图像数据,并将其分为两类;接着,S2步骤对这两类数据执行图像增强处理;最后,S3步骤将增强后的图像数据用于钻杆计数,以提高计数的准确性和效率。
背景技术
作为瓦斯抽采第一步工序,打钻需要考虑到打钻深度,由于钻头在煤层中的路径难以获取,一般通过计算钻杆数量来间接计算钻孔深度,以满足钻孔深度设计要求。打钻深度与钻杆数目成直接关系,若打钻深度高出实际深度,将导致瓦斯无法抽取,若打钻深度低于实际深度,极易出现瓦斯泄漏甚至造成瓦斯爆炸。对于瓦斯抽采钻孔深度的测量基本采用随钻测量的方法进行,传统的人工统计钻杆数量的方式存在自动化程度低、受人为因素影响、误差较大等缺点。
因此,煤矿会在打钻后进行验钻,但该方法易受人为影响,经常出现漏记、多记、错记等情况。随着监控视频的发展,在煤矿安全生产中得到应用推广,通过人工监看视频进行计数。这种方式最大的问题是不能实时播报打钻深度,出现问题地上监督人员不能及时发出停工警告。且人的精力是有限的,长时间盯着一个地方,人眼会出现疲劳,无法实现实时完整的监控,且在高强度工作环境下难免存在人为的疏忽从而造成计数误差。为降低错误率,需要多人同时计数,并安排专人全程监督,浪费大量人力资源,增加了管理成本,且无法杜绝虚报钻孔深度的现象。
为降低人员劳动强度并提高准确率,出现了接近开关计数方法、可编程逻辑控制计数方法和基于计算机视觉的计数方法。其中前两者采用接近开关、传感器等装置接收距离参数、发出信号,由技术装置、控制器自动累加计数。后者通过计算机智能分析视频画面计数。
虽然以上方法都可以达到计数的效果,但井下环境恶劣,潮湿、灰尘多,接近开关容易损坏,使得钻杆计数失效。钻机的打钻过程复杂,打钻和取钻过程不好区分,需要额外安装大量的控制检测设备,而硬件设备的价格通常比较昂贵,这样就需要投入很大的成本,不利于推广。当钻机出现异常或者中断,画面出现强光源或者遮挡,运动目标过快等问题时,机器视觉技术识别效果也会大大降低,易造成统计结果偏差。
在钻机的钻头处设置标识装置,利用煤矿井下摄像仪拍摄瓦斯抽采钻机的运行图像,并通过以太环网将图像传输给工控机的图像处理系统,从而进行图像预处理、特征提取、目标检测、目标跟踪,最终实现钻杆的自动计数。
现有技术的计数效果是以现实中采集的视频来进行实验验证的,对钻机的打钻计数取得了一定的结果,但还没有完全达到实时的监测效果,当钻机出现异常或者中断时,造成错误统计。对于强光源或者遮挡问题,也都没有给出更好的解决办法,当运动目标过快时,也不能达到实时跟踪的效果,从而造成折线图峰值出现错误,进而统计钻杆准确度下降,并不能运用到实际工业生产中。
实现思路