CN110159199A - 一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机采集整个工作面迎头区域和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。本发明解决了现有钻探作业成孔后需要人工测量验证钻孔参数，费时费力的问题。本发明能够确保钻孔参数符合钻探设计，起到自动监管作用，减少人工验孔的操作，确保煤矿作业安全且省时省力。
Description
技术领域
本发明属于煤矿井下钻探作业钻孔定位领域，具体涉及一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法。
背景技术
煤矿安全的主要威胁是瓦斯和水害，目前山西省水害的治理手段为通过钻探对地下地质及储水进行勘测，并进行相应的处置，确认安全再进行开掘。探放水包括探水和放水两个方面。探水是指采矿过程中用超前勘探的方法，查明采掘工作面顶底板、侧帮和前方等水体的具体空间位置和状况等，其目的是为了有效地防治矿井水做好必要的准备。放水是指为了预防水害事故，在探明情况后采取钻孔或其他安全的方法将水体放出。煤矿开采多为地下作业，在井巷开拓和煤层回采过程中，不可避免地要接近、揭露或波及破坏某些含水层，煤矿生产建设的整个过程，都存在着与地下水的斗争。但由于各种原因，煤矿探水作业存在不探、少探、假探等情况，存在安全隐患，容易导致事故的发生，监管单位目前正在推广视频监钻，通过视频取证监管钻探作业，解决了探了没有、探了多深的监管问题，但是仍然存在漏洞，没有解决在哪探的监管问题，本发明旨在通过人工智能图像识别技术，对井下打钻钻孔进行定位，解决在哪探的问题。
当前钻探作业成孔后需要人工测量验证钻孔参数，确认是否符合设计要求，导致下井人员增多，且井下路途一般较远，费时费力，对人力和时间成本都是负担。
发明内容
为了克服现有钻探作业成孔后需要人工测量验证钻孔参数，费时费力缺陷，本发明提供了一种能够确保钻孔参数符合钻探设计要求，起到自动监管作用，省时省力的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：
一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机采集整个工作面迎头区域和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。
进一步地，所述视频画面分析软件是先将上位机中的视频画面打开，再通过标注视频画面的方法，在该视频画面上形成坐标系。
更进一步地，所述标注视频画面的方法是通过在视频画面中框选迎头区域，输入工作面迎头的长、宽数据，并输入等分数，即可在视频画面中显示网格线，该迎头区域内通过网格线形成二维坐标系。
更进一步地，所述标注视频画面的方法是通过矿用高清防爆摄像机采集工作面迎头区域处的参照牌信息，同时将该参照牌信息上传至上位机，上位机将识别完成的视频画面按照设在该工作面迎头区域处的参照牌长宽分割成网格，即可在视频画面中显示网格线，该工作面迎头区域内的视频画面通过网格线形成二维坐标系。
优选的，所述参照牌的长宽为100cm*100cm。
更进一步地，所述标注视频画面的方法是在视频画面的横向及纵向分别设有横向标尺及纵向标尺，该工作面迎头区域内的视频画面通过标尺形成二维坐标系。
进一步地，所述计算出各个钻孔参数是根据工作面迎头区域内形成的二维坐标
系，将第一孔默认为中孔，位置为，，方位角即巷道方位角α，钻台立柱距工作面迎头距
离为z，则可计算出各个孔的方位角如下：
。
优选的，所述矿用高清防爆摄像机安装于工作面巷道顶部中线位置，朝向该工作面迎头区域迎头位置。
本发明在煤矿进行探水作业时，即可确定各个钻孔位置，从而区分钻孔，并且计算出各个钻孔的水平角和倾角，确定钻孔参数，保证钻孔按量、按位置完成。
本发明旨在解决煤矿钻探作业的管理问题，在钻探过程中识别钻孔数量、钻孔位置、计算钻孔角度，确保钻孔按探水设计完成，确保钻孔参数符合钻探设计要求，起到自动监管作用，减少人工验孔的操作，从而确保煤矿作业安全，同时减少人力、时间的浪费。
附图说明
现在参考附图对本发明作进一步描述，其中：
图1为摄像机安装侧视图；
图2为摄像机安装俯视图；
图3为上位机界面显示图；
图4为钻孔分布示意图；
图5为钻孔坐标示意图；
图6为框选工作面迎头区域形成二维坐标系；
图7为通过参照牌分割工作面迎头区域形成二维坐标系；
图8为通过标尺在工作面迎头区域形成二维坐标系；
附图标记说明：1、矿用高清防爆摄像机，2、工作面迎头区域，3、参照牌，4、横向标尺，5、纵向标尺。
具体实施方式
实施例1
如图1至6所示，一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机1采集整个工作面迎头区域2和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机1通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。
进一步地，所述视频画面分析软件是先将上位机中的视频画面打开，再通过标注视频画面的方法，在该视频画面上形成坐标系。
更进一步地，所述标注视频画面的方法是通过在视频画面中框选迎头区域，输入工作面迎头的长、宽数据，并输入等分数，即可在视频画面中显示网格线，该迎头区域内通过网格线形成二维坐标系。
进一步地，所述计算出各个钻孔参数是根据工作面迎头区域内形成的二维坐标
系，将第一孔默认为中孔，位置为，，方位角即巷道方位角α，钻台立柱距工作面迎头距
离为z，则可计算出各个孔的方位角如下：
。
优选的，所述矿用高清防爆摄像机1安装于工作面巷道顶部中线位置，朝向该工作面迎头区域2迎头位置。
实施例2
如图1至5所示，一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机1采集整个工作面迎头区域2和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机1通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。
进一步地，所述视频画面分析软件是先将上位机中的视频画面打开，再通过标注视频画面的方法，在该视频画面上形成坐标系。
如图7所示，所述标注视频画面的方法是通过矿用高清防爆摄像机1采集工作面迎头区域2处的参照牌3信息，同时将该参照牌3信息上传至上位机，上位机将识别完成的视频画面按照设在该工作面迎头区域2处的参照牌3长宽分割成网格，即可在视频画面中显示网格线，该工作面迎头区域2内的视频画面通过网格线形成二维坐标系。
优选的，所述参照牌3的长宽为100cm*100cm。
进一步地，所述计算出各个钻孔参数是根据工作面迎头区域内形成的二维坐标
系，将第一孔默认为中孔，位置为，，方位角即巷道方位角α，钻台立柱距工作面迎头距
离为z，则可计算出各个孔的方位角如下：
。
优选的，所述矿用高清防爆摄像机1安装于工作面巷道顶部中线位置，朝向该工作面迎头区域2迎头位置。
实施例3
如图1至5所示，一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机1采集整个工作面迎头区域2和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机1通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。
进一步地，所述视频画面分析软件是先将上位机中的视频画面打开，再通过标注视频画面的方法，在该视频画面上形成坐标系。
如图8所示，所述标注视频画面的方法是在视频画面的横向及纵向分别设有横向标尺4及纵向标尺5，该工作面迎头区域2内的视频画面通过标尺形成二维坐标系。
进一步地，所述计算出各个钻孔参数是根据工作面迎头区域内形成的二维坐标
系，将第一孔默认为中孔，位置为，，方位角即巷道方位角α，钻台立柱距工作面迎头距
离为z，则可计算出各个孔的方位角如下：
。
优选的，所述矿用高清防爆摄像机1安装于工作面巷道顶部中线位置，朝向该工作面迎头区域2迎头位置。
Claims (8)
1.一种基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，具体包括如下步骤：在进行钻探作业时，通过矿用高清防爆摄像机采集整个工作面迎头区域和底部工作区域的视频画面，在该视频画面采集完成后，矿用高清防爆摄像机通过网络将该视频画面上传至上位机，上位机采用视频画面分析软件对该视频画面进行识别，并在识别完成的视频画面上形成坐标系，再通过视频画面上的坐标系判断出钻杆与迎头交点，即可计算出钻孔在迎头的具***置，并计算出各个钻孔参数。
2.根据权利要求1所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述视频画面分析软件是先将上位机中的视频画面打开，再通过标注视频画面的方法，在该视频画面上形成坐标系。
3.根据权利要求2所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述标注视频画面的方法是通过在视频画面中框选迎头区域，输入工作面迎头的长、宽数据，并输入等分数，即可在视频画面中显示网格线，该迎头区域内通过网格线形成二维坐标系。
4.根据权利要求2所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述标注视频画面的方法是通过矿用高清防爆摄像机采集工作面迎头区域处的参照牌信息，同时将该参照牌信息上传至上位机，上位机将识别完成的视频画面按照设在该工作面迎头区域处的参照牌长宽分割成网格，即可在视频画面中显示网格线，该工作面迎头区域内的视频画面通过网格线形成二维坐标系。
5.根据权利要求4所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述参照牌的长宽为100cm*100cm。
6.根据权利要求2所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述标注视频画面的方法是在视频画面的横向及纵向分别设有横向标尺及纵向标尺，该工作面迎头区域内的视频画面通过标尺形成二维坐标系。
7.根据权利要求1所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于，所述计算出各个钻孔参数是根据工作面迎头区域内形成的二维坐标系，将第一孔默认为中孔，位置为，，方位角即巷道方位角α，钻台立柱距工作面迎头距离为z，则可计算出各个孔的方位角如下：
。
8.根据权利要求1所述的基于图像识别的煤矿探水钻孔定位方法，其特征在于,所述矿用高清防爆摄像机安装于工作面巷道顶部中线位置，朝向工作面迎头区域位置。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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