[發(fā)明專利]基于圖像和水質監(jiān)測的井下水災報警方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610001296.8
• 申請日: 2016-01-04
• 公開（公告）號: CN105649678B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 孫繼平;劉毅
• 申請（專利權）人: 中國礦業(yè)大學(北京)
• 主分類號: E21F17/18
• 分類號: E21F17/18;H04N7/18;G06T7/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像和水質監(jiān)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、采煤工作面放置攝像機，在攝像機所監(jiān)測巷道的排水渠下游位置或水倉水質采樣區(qū)域放置水質監(jiān)測設備；對視頻圖像數據和水質數據進行實時監(jiān)測，當監(jiān)測到攝像機視頻圖像中設定區(qū)域出現異常水流，且水流持續(xù)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(fā)現水質數據發(fā)生超過設定的閾值的變化則發(fā)出水災報警信號；所述水質監(jiān)測設備采集以下參數中的1種或多種水質參數數據：水的特定光譜、PH值、電導、水溫、濁度；具體報警方法包括：

對于攝像機視頻圖像中的設定區(qū)域進行監(jiān)測，如設定區(qū)域內圖像變化超過設定閾值則觸發(fā)預警；進入預警模式后，對視頻圖像進行持續(xù)性監(jiān)測，如滿足設定條件，則判定為圖像數據異常；

當監(jiān)測到圖像數據異常后，計算并監(jiān)測水質數據變化，當在設定時間內所監(jiān)測各種水質參數中的某種參數或多種參數滿足設定條件，則發(fā)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：水質監(jiān)測設備安裝在攝像機所在巷道的排水渠的下游位置或其下游的水倉水質采樣區(qū)域；水質監(jiān)測設備安裝位置不在攝像機監(jiān)控區(qū)域內；在滿足以上條件的情況下水質監(jiān)測設備應盡量靠近攝像機。

4.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：對攝像機監(jiān)控范圍內的部分區(qū)域A進行設定，對每幀視頻圖像區(qū)域A內各灰度值i的像素數進行統(tǒng)計，得到序列H_i；運算K幀圖像的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幀求最新圖像幀中區(qū)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(fā)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。

5.如權利要求4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，初始值為0，A為設定區(qū)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。

6.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：當監(jiān)測到圖像數據異常后，計算并監(jiān)測水質數據變化，當在時間T_J內，如所監(jiān)測各種水質參數中的某種參數或多種參數滿足(i＝1，2，…，n)，則發(fā)出水災報警信號，式中i為監(jiān)測各種水質參數的編號，L_Ii為實時采集的水質參數的數據，L_Si為所監(jiān)測的水質參數的數據的算數平均值，R_i為設定的水質參數的數據變化率閾值；T_J、R_i通過測量設定或人為設定得到。