[发明专利]一种监测液压支架升降是否合规的方法、系统及存储介质

说明书

本发明实施例公开了一种监测液压支架升降是否合规的方法、系统及存储介质，其中，所述监测方法包括：采集综采工作面的液压支架区域的图像；对所述图像里液压支架的支撑立柱进行目标跟踪，生成液压支架跟踪框，根据所述液压支架跟踪框确定其底座为作业人员操作区域；当确定支撑立柱下降时，则识别操作区域内是否有作业人员，若无则发出报警；当确定支撑立柱上升时，则判断液压支架的初撑力是否符合规程规定，若不符合规程规定则发出报警。本发明能够实现动态监测液压支架升降是否合规，用以解决矿区地下监测不便带来的危害问题。

技术领域

本发明涉及煤矿安全图像识别技术领域，具体为一种监测液压支架升降是否合规的方法、系统及存储介质。

背景技术

煤矿综采工作面是井下煤炭的第一生产现场，综采工作面两端头与工作面运输巷、工作面回风巷连通，综采工作面主要由滚筒采煤机、液压支架、刮板输送机、桥式转载机等设备构成。

液压支架是煤矿综采工作面支护设备，通过液压支架对工作面顶板的支护，保证作业空间的安全。综采工作面采煤机采煤后，作业人员会前移液压支架，对工作面采煤后暴露出来的顶板及时支护，此过程称之为液压支架移架。移架过程包括降支撑立柱—抬底座—前移支架—升立柱等主要工序。液压支架工移架时必须带压移架，即液压支撑立柱的降低高度不能降太低。升立柱过程中的上升高度也有要求，立柱上升操作结束后，支架对顶板的初撑力不得规程规定要求。

如果液压支架移架时立柱下降太多，液压支架底座对顶板失去支撑，造成工作面冒顶，降柱太多导致支架与相邻架出现咬架现象，会影响工作面正常生产。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于图像识别液压支架升降是否合规的监测报警方法，能够实时动态监测液压支架升降是否合规，用以解决矿区地下监测不便带来的危害问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于图像识别液压支架升降是否合规的监测报警方法，包括：

采集综采工作面的液压支架区域的图像；

对所述图像里液压支架的支撑立柱进行目标跟踪，生成液压支架跟踪框，根据所述液压支架跟踪框确定其底座为作业人员操作区域，当确定支撑立柱下降时，则识别操作区域内是否有作业人员，若无则发出报警，当确定支撑立柱上升时，则判断液压支架的初撑力是否符合规程规定，若不符合规程规定则发出报警。

若有作业人员，则持续跟踪液压支架的支撑立柱，当支撑立柱下降幅度大于阈值时，则报警。

对所述图像里液压支架的支撑立柱进行目标跟踪，包括：

从摄像头拍摄的视频数据中的第一帧图像开始，依次对每帧图像进行支撑立柱检测，当首次在任一帧图像中检测到支撑立柱时，则结束检测，并基于此时检测到的支撑立柱位置以及该帧图像之后的各帧图像，对支撑立柱进行目标追踪，如果后一帧图像中识别到的支撑立柱的跟踪框在前一帧图像中跟踪框上方，则确定支撑立柱在上升，如果在下方，则确定支撑立柱在下降。

支撑立柱的追踪算法采用高效卷积追踪算法。

识别操作区域内是否有作业人员可以设置矩形框标记，分别记录矩形框的四个边框参数为bx、by、bh、bw；其中bx、by是标记矩形框中心点的坐标，bw、bh是标记矩形框的长和宽，并利用目标检测算法检测所述矩形框中是否有作业人员。

操作区域中工作人员的识别方法还可以在图像中人工标注出作业人员，利用卷积神经网络对标注框中的内容进行特征提取，从而识别判断图像的矩形框中是否有作业人员。

支撑立柱的下降幅度的测算方法为：

获取支撑立柱的实际高度与图像高度比例尺：在图像中识别支撑立柱的完整形态，记录跟踪框的高度为b_h，假设立柱的实际高度是h，则比例尺＝h/b_h；