[实用新型]一种基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别系统，是一种用来识别采煤工作面煤层与岩层界面的装置，属于图像处理和模式识别技术领域。

背景技术

我国煤炭资源分布地域辽阔，煤层赋存条件复杂。由于煤层厚度变化、断层等地质条件限制，使得煤层的开采工作面布置相对困难。为实现煤炭资源的高效、安全和环保开采，判别煤层与岩层的分界面在煤炭开采过程中起着至关重要的作用，进而亦有利于调整矿井开采部署，制定矿井开拓、掘进和回采计划。

在煤炭开采过程中，煤岩界面的识别结果可以作为重要依据来调节采煤机、掘进机等的开采位置，例如调节采煤机滚筒摇臂的高度或控制掘进机截割头的截割范围。目前煤矿生产煤岩识别主要由工作人员通过听觉和视觉来完成。由于工作环境中粉尘和噪音的影响，使得开采环境变得复杂，不利于工作人员的主观判断，提高了误判率。因此采煤机不可避免的会截割到岩层或漏采煤层。截割岩层主要可造成下述问题：误采的岩石混入原煤中造成煤质量下降；缩短采煤机的齿轮寿命和轴承寿命；增加工作人员的劳动量；增加矿井事故的发生率。而漏采煤层主要降低了煤炭的开采率，降低了生产效益并严重浪费了不可再生资源。

目前，应用到实际生产中的煤岩识别系统及装置种类繁多，但识别效果及装置适应性都不理想。例如，方案一，以传感器为基础的煤岩识别系统，主要利用多个传感器同时监测采煤机割煤的各项系数，并对数据进行实时的分析。此系统需要改进采煤机设备，构建成本高，传感器线路易损坏，可靠性差；方案二，高压水射煤岩识别系统，利用反射流对喷嘴形成的不同作用力来识别煤岩界面。此系统会造成现场排水困难，增加工作人员的劳动量，且装置复杂；方案三，判断截割机受力作用的煤岩识别系统，根据截割机割头的受力状况判断煤岩类型。由于煤岩种类的多样性，此系统识别效果差，且装置易损换。

申请号为201220568471.9的一篇专利文献中，公开了一种基于图像离散多小波变换的煤岩识别系统，该系统结构简单、可靠性高、识别率高，但是由于系统内部散热器件的存在，使得系统内部的温度不断升高，会导致内部元器件的损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别系统，用以解决现有煤岩识别系统由于系统内部温度过高而损坏元器件的问题。

为实现上述目的，本实用新型的方案是：一种基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别系统，包括中央处理单元、光源、照相机、防爆透视窗、透视窗毛刷、毛刷控制器、制冷模块、防爆外壳、数据初始化接口以及采煤机控制器，所述中央处理单元的相应输入端口分别与所述照相机、采煤机控制器的相应输出端口和数据初始化接口相连接，所述中央处理单元的相应输出端口分别与所述照相机、采煤机控制器的相应输入端口、光源和毛刷控制器相连接，所述毛刷控制器控制连接透视窗毛刷，所述采煤机控制器用于控制连接采煤机，所述照相机是一个电耦合器件相机，所述中央处理单元、光源、照相机、防爆透视窗、毛刷控制器、制冷模块设置在防爆外壳内。

所述中央处理单元由控制单元、图像采集与存储单元、图像处理与识别单元和通信单元组成，所述图像处理与识别单元输入连接所述图像采集与存储单元和控制单元，输出连接控制单元、通信单元和图像采集与存储单元。

所述光源由多组LED阵列加装漫反射板均匀对称的高亮度圆形白光照明灯组成。

所述制冷模块由相变恒温材料制成，用于控制煤岩识别系统内部的温度。

本实用新型达到的有益效果：本实用新型在防爆外壳内增设了一个用于制冷的模块，该制冷模块由相变恒温材料组成，可以吸收散热器件产生的热量，保持防爆外壳内部的温度恒定，使识别系统工作在一个恒定的温度范围，避免了因内部温度过高而损坏元器件，延长系统的使用寿命，提高了工作的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型的基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别系统结构图；

图2是本实用新型的中央处理单元各部分工作流程图；

图3是本实用新型的基于图像反对称双正交小波变换的煤岩识别流程图；

图4是本实用新型的基于反对称双正交小波变换的矿井图像增强方法的流程图；

图5是本实用新型的基于反对称双正交小波变换分解部分的示意图；

图6是本实用新型的基于反对称双正交小波变换重构部分的示意图。

具体实施方式