[發明專利]基于圖像和水倉監測的井下水災報警方法

有效

• 申請號: 201610001290.0
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105484799B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 孫繼平;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04N7/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像和水倉監測的井下水災報警方法，其特征在于：在煤礦井下掘進工作面、采煤工作面或其它可能發生透水事故的作業面地點放置攝像機，同時采集攝像機所在巷道的排水渠下游水倉的液位數據和排水量數據；對視頻圖像數據和水倉的液位數據進行實時監測，當監測到攝像機視頻圖像中設定區域出現異常水流，且水流持續時間超過設定的時間閾值或水流增大速度超過設定閾值時，則判定為數據異常；且當發現水倉的進水量增加超過設定的閾值則發出水災報警信號。

2.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：攝像機安裝位置靠近巷道頂部或高度大于2米，在攝像機旁安裝輔助光源，光投射方向與攝像機視頻采集方向一致；關閉攝像機的自動對焦和自動白平衡功能。

3.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：對攝像機監控范圍內的部分區域A進行設定，對每幀視頻圖像區域A內各灰度值i的像素數進行統計，得到序列H_ij，式中j為幀編號；運算K幀圖像的區域A內各灰度值的像素數的算術平均值，得到序列S_i；求大于等于設定灰度值M₁的像素總和D_S，并將最后一幀圖像作為背景圖像b(x，y)存儲，間隔時間T_M對D_S和b(x，y)進行更新；每間隔P幀求最新圖像幀區域A內大于等于設定灰度值M₂的像素總和D_H，當D_H大于等于D_S設定閾值M₃時，即(D_H-D_S)≥M₃時，觸發預警，并存儲b(x，y)；如(D_H-D_S)＜M₃，則更新D_S和b(x，y)；K、P、M₁、M₂、M₃、T_M通過測量設定或人為設定得到。

4.如權利要求3所述的報警方法，其特征在于：進入預警模式后，每間隔Q₁幀對攝像機采集的實時視頻圖像f(x，y)與所存背景圖像b(x，y)進行累積差值處理，累積差值運算公式為：

式中P_n(x，y)為處理了n幀的累積差值圖像，初始值P₀(x，y)為0，A為設定區域，T₁為設定灰度閾值；通過累積差值運算處理Q₂幀后，求大于等于設定灰度值T₂的像素總和D_T，如滿足D_T≥M₄，則判定為圖像數據異常；式中M₄為設定的閾值；Q₁、Q₂、T₁、T₂、M₄通過測量設定或人為設定得到。

5.如權利要求4所述的報警方法，其特征在于：監測到圖像數據異常后，間隔時間T_N監測水倉的進水量L變化，進水量式中h_i為實時采集的水倉液位高度數據，h_S為監測到圖像數據異常時的水倉液位數據，S為水倉橫截面積，T為監測到圖像數據異常時刻到當前的時間長度，P為時間T內的排水總量，如滿足則發出水災報警信號，式中L_S為平均進水量，R為設定的進水量增長率閾值；T_N、L_S、R通過測量設定或人為設定得到。