[發(fā)明專利]基于安全帽檢測的煤礦井下人員定位與跟蹤方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110059995.5
• 申請日: 2011-03-14
• 公開（公告）號: CN102136076A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李雷達(dá);錢建生;蔡利梅;程德強(qiáng)
• 申請（專利權(quán)）人: 徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司
• 主分類號: G06K9/66
• 分類號: G06K9/66
• 代理公司: 北京遠(yuǎn)大卓悅知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11369
• 代理人: 賀持緩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及煤礦信息化領(lǐng)域，具體為基于安全帽的煤礦井下人員檢測與跟蹤方法。

背景技術(shù)

我國是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)的大國，煤礦的安全生產(chǎn)一直備受關(guān)注。目前，由于國家對煤礦安全日益重視，監(jiān)管力度不斷加大，大中型煤礦均已大量裝備了煤礦安全監(jiān)控系統(tǒng)，在一定程度上遏制了重特大事故的發(fā)生。但是，由于缺乏對井下人員位置信息的監(jiān)控，目前還普遍存在入井人員管理困難，井上人員難以及時準(zhǔn)確掌握井下人員的分布和作業(yè)的情況。煤礦井下還存在著一些危險區(qū)域，如有害氣體超標(biāo)的區(qū)域、絞車運(yùn)行中的斜巷、設(shè)備重地等，這些區(qū)域一般禁止工人進(jìn)入，但井下巷道交錯，環(huán)境復(fù)雜，普通的告示牌或警鈴?fù)ㄖ绞骄拘Ч患选?shí)現(xiàn)入井人員的有效管理、檢測、跟蹤、定位對于煤礦的安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮以及事故后的搶險救援都具有重要意義。目前，煤礦井下人員檢測方法有如下幾種：(1).礦用人員定位跟蹤系統(tǒng)。這種系統(tǒng)一般由標(biāo)識卡、讀卡器、人員檢測分站、通信接口、服務(wù)器等組成，多采用無線射頻識別(RFID)或無線傳感網(wǎng)(WSN)技術(shù)實(shí)現(xiàn)實(shí)時數(shù)據(jù)采集與存儲、井下人員考勤、定位、數(shù)據(jù)聯(lián)網(wǎng)、報警提示等一系列功能。但人員定位跟蹤系統(tǒng)存在著一些問題，如需實(shí)現(xiàn)低功耗、高效率的標(biāo)識卡技術(shù)，提高高速條件下定位的準(zhǔn)確性，克服井下無線傳播信道的復(fù)雜性對定位精度的影響，還有標(biāo)識卡、讀卡器價格昂貴等。(2).紅外檢測技術(shù)。可將礦井人員紅外探測計數(shù)裝置安裝于井口及開采現(xiàn)場，對出入礦人員進(jìn)行探測和計數(shù)。但只能對在列隊(duì)行走情況下的人員如數(shù)識別，在并排或無序行走情況下難以正確識別。采用紅外技術(shù)實(shí)現(xiàn)人員檢測如需進(jìn)一步確定人員的身份及其具體位置，還需要融合身份確認(rèn)系統(tǒng)和人員定位系統(tǒng)等技術(shù)，增加了監(jiān)控系統(tǒng)的復(fù)雜性，限制了系統(tǒng)的應(yīng)用。(3).視頻檢測技術(shù)。目前很多煤礦都配備了視頻監(jiān)控系統(tǒng)，地面調(diào)度指揮中心監(jiān)控人員可以直接對井下情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，不僅能直觀的監(jiān)視和記錄井下工作現(xiàn)場的安全生產(chǎn)情況，及時發(fā)現(xiàn)事故苗子，防患于未然，也能為事后分析事故提供有效的資料，在安全生產(chǎn)、調(diào)度指揮、搶險救援中都起到了積極的作用。但目前的煤礦視頻監(jiān)控仍主要停留在人工監(jiān)視階段，由人工來監(jiān)視場景、判斷危險情況并做出相應(yīng)的反應(yīng)。和普通圖像監(jiān)控系統(tǒng)一樣，雖然在功能和性能上取得了長足的進(jìn)步，但仍存在不足。這些不足使得圖像監(jiān)控系統(tǒng)不同程度地存在報警準(zhǔn)確度不高、誤報漏報情況時有發(fā)生、報警響應(yīng)慢等缺陷，從而影響系統(tǒng)性能。

如果能在煤礦實(shí)現(xiàn)智能視頻監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)人員自動檢測、跟蹤、定位，則具有一系列的優(yōu)點(diǎn)，如(1).能充分利用煤礦現(xiàn)有設(shè)備資源，不需要額外的設(shè)備投入；(2).可以和現(xiàn)有的自動控制系統(tǒng)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)實(shí)時報警和聯(lián)動控制；(3).利用視頻處理技術(shù)，提取高層次有用信息，如身份、行為、狀態(tài)等；(4).備份視覺資料，以備查證。雖然智能視頻技術(shù)在一般場景下已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，但是目前煤礦井下智能視頻技術(shù)嚴(yán)重滯后，主要是由于井下環(huán)境特殊，全天候人工照明，煤灰、粉塵、潮濕等因素的影響，視頻質(zhì)量較差，對于視頻處理技術(shù)提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)中人員目標(biāo)的檢測方法可以分為兩大類，即基于運(yùn)動的人體檢測方法和基于人體特征的檢測方法。運(yùn)動目標(biāo)檢測是指從視頻序列中提取出運(yùn)動目標(biāo)，為高層的視頻理解提供分析依據(jù)，是計算機(jī)視覺研究的基礎(chǔ)任務(wù)和關(guān)鍵技術(shù)之一。作為人員檢測的手段，這種方法只能應(yīng)用于人員與背景之間有相對運(yùn)動的情況。常用的方法有背景消減法、幀差法、光流法等。基于運(yùn)動目標(biāo)檢測人員的方法很多，各有利弊，性能不一，但共同的一個不足是只能對運(yùn)動的人員進(jìn)行檢測，若人員目標(biāo)處于靜止?fàn)顟B(tài)時，運(yùn)動特征消失，導(dǎo)致這些方法的失效，因此產(chǎn)生了基于人體特征的檢測方法。如基于人體形狀的檢測方法和基于人體部位的檢測方法等。