[发明专利]基于移动图像识别的矿井定位系统

说明书

本发明公开了一种基于移动图像识别的矿井定位系统，所述定位系统通过对井下特定标志的识别和测距进而确定井下移动目标位置信息，充分考虑了煤矿井下环境的复杂多样和井下工作人员的特征，易于实施，检测过程实现完全自动化，可以精确显示井下移动目标的位置信息，有效避免了传统无线电信号定位因井下复杂环境影响电磁波传输导致定位精度不高的问题。所述定位方法过程简单有效，抗干扰能力强，具有较强的鲁棒性，本定位系统具有定位精度高，成本较低，系统设备结构简单，易于实施等特点；便于安全生产管理人员对井下移动目标位置的监测。

技术领域

本发明涉及一种基于移动图像识别的矿井定位系统，该方法涉及图像处理技术、地理信息系统和通信等领域。

背景技术

煤炭作为我国的基础能源和重要的工业原料，为国民经济建设做出了卓越贡献。煤矿井下工作环境复杂多样，存在着各种安全隐患，对井下作业的人员和设备安全构成了极大的威胁。矿井定位系统作为煤矿安全避险系统之一，对保障煤矿安全生产发挥着重大作用。

目前矿井定位系统往往采用RFID卡识别和无线电信号定位技术。RFID卡识别利用射频方式进行非接触双向通信，射频卡和读卡器之间不用接触就可实现对移动目标的识别和位置监测。基于RFID卡识别定位属于区域定位技术，只能识别井下移动目标是否经过某个区域，无法对区域内的移动目标进行精确定位。RFID卡识别受识别速度限制，不能处理多目标同时快速通过读卡系统的情况，容易出现漏读现象。无线电信号定位技术基于无线电信号在矿井中的传输信号衰减RSSI或传输时间进行定位，由于无线电信号在传输过程中易受井下巷道尺寸、形状、巷道粗糙度、障碍物等因素影响，无线电信号衰减模型极其复杂，定位精度低。基于无线电信号传输时间的定位系统的定位精度高于RSSI定位系统，但无线电信号传输时间受多径效应、非视距传播时延、时钟同步、时钟计时误差等影响，同样无法实现对井下移动目标的精确定位。

因此，需要一种适合煤矿环境的、简单有效、建设成本低且定位精度高的定位系统，实时监测井下移动目标位置信息，进而保障井下生产作业的安全。

发明内容

随着存储技术和数据处理技术的提高，使基于图像的识别技术得到很大的发展，在地理信息系统的支持下，本发明提出了一种适合广泛推广的、简单有效的井下移动目标的定位系统，本发明通过图像识别等技术实现井下移动目标的精确定位，解决传统井下无线电信号定位影响电磁波传输，导致精度低、应用范围受限的问题。

为实现上述目的，本发明提供基于移动图像识别的矿井定位系统，系统包括定位模块、无线网络、有线网络、监控服务器和监控终端；所述监控服务器和监控终端位于井上，为煤矿安全管理人员提供井下移动目标的监测服务；所述监控服务器存储数据包含井下地理信息、井下移动目标身份信息和移动目标位置信息，负责为监控终端提供井下地理信息和移动目标位置显示服务；所述移动目标包括井下人员与车辆；所述定位模块由移动目标携带或安装，系统将定位模块位置作为移动目标位置；所述定位模块包括至少一个摄像机、信息处理单元、信息存储单元、无线通信单元；所述信息存储单元用于存储信息包括矿井地理空间信息，移动目标信息和特定标志信息；所述特定标志包括具有固定位置的井下设备、标牌和自建参照物；所述特定标志信息包括特定标志的图像信息、编号、形状特征、地理位置信息；所述特定标志的图像信息包括摄像机在不同方向、角度拍摄的特定标志的图像，和所述图像的拍摄方向、角度信息；所述具有固定位置的井下设备包括消防设备、供电设备、基站、固定的机电设备；所述自建参照物包括自行设置的条码、二维码或指示牌；

所述系统定位过程包括：

定位模块采集井下图像，并对图像进行数据处理得到移动目标位置；

a.定位模块通过无线网络和有线网络将移动目标位置发送给监控服务器；

b.监控服务器存储移动目标位置；

c.监控服务器为监控终端提供地理信息及移动目标位置的数据服务；