[发明专利]基于图像分析的井下带式输送用自动调速方法及系统

说明书

本发明涉及图像分析技术领域，具体涉及一种基于图像分析的井下带式输送用自动调速方法及系统：实时获取煤矿传送带的上下表面红外图像和运载煤矿RGB图像，确定当前运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带程度和煤矿堆积程度；根据每个位置的断带程度、煤矿堆积程度和待确定的断带程度变化值，确定未来运送周期的煤矿传送带的每个位置的第一断带矩阵；根据第一断带矩阵和运行速度DNN网络，构建目标函数并求解，得到每个位置的断带程度变化值及对应的安全运行速度和危险运行速度，进而确定未来运送周期的煤矿传送带的调控速度。本发明通过图像分析技术来识别传送带的断带程度和煤矿堆积程度，从而确定带式输送机合理的运行速度。

技术领域

本发明涉及图像分析技术领域，具体涉及一种基于图像分析的井下带式输送用自动调速方法及系统。

背景技术

带式输送机是煤矿开采过程中重要的煤矿输送用设备，而输送机在工作过程中传送带的长时间的高强度工作或者传送带维护不到位，使输送机传送带出现断带，造成输送机的故障，影响煤矿输送效率。

大部分煤矿开采工程是由工作人员调控输送机的运行速度，人为调控速度时没有考虑煤矿输送带的断带程度或是考虑不全面，导致输送机的运行速度与当前带式输送机的状态不匹配，煤矿输送带可能会发生断带，进而导致煤矿运送效率下降。

随着计算机技术的迅速发展，图像分析技术被逐渐应用到传送带缺陷检测、传送带上运输物体识别、传送带监控等方面。图像分析是计算机对图像进行处理、分析和理解，以识别各种不同模式的目标和对象的技术，图像分析技术可以克服人的主观因素影响，更具准确性和客观性。目前，亟需一种基于图像分析技术的传送带调速方法，以确定传送带合理的运行速度。

发明内容

为了解决上述人工确定带式输送机运行速度合理性较差的技术问题，本发明的目的在于提供一种基于图像分析的井下带式输送用自动调速方法及系统。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于图像分析的井下带式输送用自动调速方法，该方法包括以下步骤：

实时获取煤矿传送带的上表面红外图像、下表面红外图像以及运载煤矿RGB图像；

根据实时获取的煤矿传送带的上表面红外图像和下表面红外图像，确定当前运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带程度，并根据实时获取的煤矿传送带的运载煤矿RGB图像，确定当前运送周期的煤矿传送带的每个位置的煤矿堆积程度；

根据当前运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带程度和煤矿堆积程度，以及待确定的当前运送周期与未来运送周期之间的煤矿传送带的每个位置的断带程度变化值，确定未来运送周期的煤矿传送带的每个位置的第一断带特征，进而确定未来运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带区域的第一断带矩阵；

根据未来运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带区域的第一断带矩阵以及预先构建并训练好的运行速度DNN网络，构建目标函数，对目标函数进行求解，从而得到当前运送周期与未来运送周期之间的煤矿传送带的每个位置的断带区域的断带程度变化值以及其对应的安全运行速度和危险运行速度；

根据当前运送周期与未来运送周期之间的煤矿传送带的每个位置的断带区域的断带程度变化值，以及每个位置的断带区域的安全运行速度和危险运行速度，确定未来运送周期的煤矿传送带的调控速度。

进一步的，构建并训练运行速度DNN网络的步骤包括：

构建运行速度DNN网络，并确定运行速度DNN网络的损失函数；

获取运行速度DNN网络的训练数据集，所述训练数据集包括N个运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带区域的第二断带矩阵，所述N个运送周期的煤矿传送带的每个位置的断带区域的第二断带矩阵的获取步骤包括：

获取煤矿传送带历史工作过程中实时获取的煤矿传送带的上表面红外图像、下表面红外图像、运载煤矿RGB图像和运行速度；