[发明专利]一种煤矿竖井井筒移动巡检方法及设备

说明书

技术领域

本发明属于矿山安全技术领域，更为具体地说，就是涉及一种通过影像处理相关技术进行矿井安全检测的方法，以及一种通过影像处理相关技术进行矿井安全检测的装置。

背景技术

井筒是整个煤矿的重要组成部分，承担接送井下作业工作人员、掘进与采煤等设备材料的上下井、以及原煤的运输等任务。受水蚀、杂物坠落、潮湿及生产运行等影响，竖井的井壁、罐梁以及其他设施存在着安全隐患。因此，每天都要安排专门的时间（一般为2个小时）进行竖井检查。巡检工人站在罐笼上的检查栏内自上而下进行巡视，记录检查情况，或及时处理小的问题。

上述竖井巡检方式主要存在着以下几个问题：

1）罐笼以0.3m/s的速度下行，耗时较长；

2）巡视人员受人眼视力的限制，井筒的一些细微变形及破损不能被及时发现；

3）在罐笼运行过程中有可能会出现异物掉落等问题，巡检人员在工作中存在一定安全隐患。

目前，国内、外竖井井筒的巡检，都采用人工方式进行。

针对人工巡检方式存在的效率低下，容易出现漏检，并且巡检过程中存在安全隐患等现状，亟待提供一种通过影像处理相关技术进行矿井安全检测的方法以及装置，用以实现对矿井井筒的安全自动监测工作。

发明内容

本发明的任务在于提供一种通过影像处理相关技术进行矿井安全检测的方法，以及一种通过影像处理相关技术进行矿井安全检测的装置。本发明在不影响竖井提升系统正常运转状态下，就可以获取井壁、罐梁、罐道以及其它竖井设施的全貌信息，再通过计算机对获取的影像进行分析，判断井筒内是否存在安全隐患。

其技术解决方案是：

一种煤矿竖井井筒移动巡检方法，包括如下步骤：

a竖井提升系统提供载体，在提升系统的罐笼上安装影像采集装置，影像采集装置用于在随罐笼向上或向下移动中采集竖井设施的影像数据，竖井设施包括井壁、罐梁、罐道及其它设备；

b使用提升系统驱动罐笼向上或向下移动，由罐笼携带影像采集装置按设定的移动距离自动拍摄或人工控制拍摄，将所获取的图像数据进行处理，根据处理结果判断井筒内是否存在安全隐患。

上述步骤a中，影像采集装置包括若干台CCD相机或若干台摄像装置，或若干台CCD相机与若干台摄像装置的组合。

上述步骤b中，包括步骤：

b1巡检人员能通过无线遥控或有线控制方式使影像采集装置在选定的深度位置上进入人工拍摄模式，由人工直接控制影像采集装置拍摄。

上述步骤b中，在进行每一次自动拍摄或人工拍摄时，所有CCD相机和/或摄像装置同时曝光。

上述步骤a中，还包括步骤：

a1在影像采集装置安装前，根据各传感器检校的参数进行影像的畸变差改正，用以得到没有畸变差的影像。

上述步骤b中，在图像数据进行处理过程中，还包括预处理步骤：

b2将各CCD相机或摄像装置获取的影像序列进行匀光处理，用以得到色调均一、反差适中的影像序列，以便进行匹配和拼接；

b3将各CCD相机或摄像装置获取的环带状影像进行展开处理，用以得到平面展开影像，以便进行匹配和拼接；

b4将相邻的具有一定重叠度的影像进行影像匹配和拼接处理，将每个CCD相机或摄像装置获取的影像分别进行拼接获取一幅长影像，然后将多幅长影像再进行拼接用以获得一幅记载井筒全貌信息的展开大影像。

一种煤矿竖井井筒移动巡检设备，包括：

竖井的提升系统，提升系统包括罐笼；

影像采集装置，包括若干台CCD相机或若干台摄像装置，或若干台CCD相机与若干台摄像装置的组合，影像采集装置安装在罐笼上，影像采集装置用于在随罐笼向上或向下移动中拍摄竖井设施，用以获取影像数据，竖井设施包括井壁、罐梁、罐道及其它设备；

用于获取罐笼工作深度位置的深度测量装置；

用于控制所有CCD相机和/或摄像装置同步曝光的主控单片机，主控单片机连接深度测量装置中的传感器，所有CCD相机和/或摄像装置均连接主控单片机；

用于将影像采集装置获取的影像数据进行存储的工控机，影像采集装置连接工控机；

供电电源，主控单片机、深度测量装置中的传感器和工控机连接供电电源；

用于影像数据处理的计算机，将工控机所存储的影像数据转储到计算机，由计算机对影像数据进行处理，并根据处理结果判断井筒内是否存在安全隐患。