[發明專利]一種基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法

有效

• 申請號: 201210352524.8
• 申請日: 2012-09-21
• 公開（公告）號: CN102852521A
• 公開（公告）日: 2013-01-02
• 發明（設計）人: 孫繼平;蘇波
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21C35/24
• 分類號: E21C35/24
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法，特征在于：采用數字相機等時間間隔同時獲取采煤機滾筒截割過的煤壁、滾筒正下方空中落煤和刮板機中部槽上煤堆的圖像，應用圖像識別技術分析計算每幅圖像中煤的成分占比，以3幅圖像煤成分占比的平均值和平均值增量作為輸入量，以滾筒高度調節量作為輸出量進行模糊控制，實現采煤機滾筒高度的自動調節。

2.根據權利要求1所述的基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法，其特征在于：所述采煤機滾筒截割過的煤壁位于滾筒行進方向的反向延長線上，所選位置應保證圖像質量不受粉塵和噴霧的影響；所述滾筒正下方空中落煤是指處于下落過程中的煤巖混合物，圖像采集位置位于滾筒正下方的中部；所述刮板機中部槽上煤堆的位置選擇應保證煤堆形態不受落煤撞擊的影響；數字相機快門速度的選擇應保證圖像質量不受滾筒行進速度、落煤速度和刮板機輸送速度的影響。

3.根據權利要求1所述的基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法，其特征在于：所述應用圖像識別技術分析計算每幅圖像中煤的成分占比包括以下步驟：

(1).將圖像劃分成N個大小相同的子圖；

(2).根據煤與其它物質紋理特征的差異對各子圖進行紋理識別，根據識別結果將子圖標記為煤或其它；

(3).統計標記為煤的子圖個數為M，計算煤的成分占比為：R＝(M/N)×100％。

4.根據權利要求1所述的基于圖像識別的采煤機滾筒自動調高方法，其特征在于：以3幅圖像煤成分占比的平均值和平均值增量作為輸入量，以滾筒高度調節量作為輸出量進行模糊控制的過程包括以下步驟：

(1).根據3幅圖像當前時刻的煤成分占比R(x，t)(x＝1，2，3，t為采樣時刻)和前一采樣時刻的煤成分占比R(x，t-1)(x＝1，2，3)求取3幅圖像煤成分占比的平均值：以及平均值的增量：ΔR‾(t)=R‾(t)-R‾(t-1);]]>

(2).對輸入量進行模糊化，基本論域為：[0％，100％]，模糊論域為：{0，1，2，3}，模糊子集取為：{S，M，L，XL}，含義分別為煤成分占比低、中、較高、高；對輸入量進行模糊化，基本論域為：[-100％，100％]，模糊論域為：{-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集取為：{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，含義分別為煤成分占比大幅降低、中等幅度降低、小幅降低、不變、小幅增加、中等幅度增加、大幅增加；對輸出量：滾筒高度調節量U(t)進行模糊化，基本論域為：[-h，h]，其中h為滾筒高度上下調節的最大值，模糊論域為：{-3，-2，-1，0，1，2，3}，模糊子集取為：{NB，NM，NS，Z，PS，PM，PB}，含義分別為滾筒高度大幅下降、中等幅度下降、小幅下降、不變、小幅上升、中等幅度上升，大幅上升；

(3).建立模糊控制規則庫，包含以下28條規則：

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NB)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NM)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=NS)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=NS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=Z)then(U(t)=Z);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PB);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PB);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PS)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PM)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=S)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PM);]]>

If(R‾(t)=M)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=L)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=PS);]]>

If(R‾(t)=XL)and(ΔR‾(t)=PB)then(U(t)=Z);]]>

(4).進行模糊推理得到模糊控制輸出量U(t)，對U(t)反模糊化得到精確調節量，根據精確調節量調節采煤機的滾筒高度。