[發(fā)明專利]一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010513004.5
• 申請(qǐng)日: 2020-06-08
• 公開（公告）號(hào): CN111638513A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 田瑩;張強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/88
• 分類號(hào): G01S13/88;G01S13/42;G01N21/89;G01N23/00;B07C5/34
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

1.一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：包括刮板運(yùn)輸機(jī)、毫米波雷達(dá)、全晰攝像頭、A/D轉(zhuǎn)換器、無線傳輸模塊、計(jì)算機(jī)和信號(hào)發(fā)射器；所述毫米波雷達(dá)和全晰攝像頭均與A/D轉(zhuǎn)換器相連，A/D轉(zhuǎn)換器將毫米波雷達(dá)與全晰攝像頭反饋的信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換后通過無線傳輸模塊傳送至計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)通過內(nèi)置程序判斷采集的煤流是否出現(xiàn)過載以及煤流中是否出現(xiàn)大塊煤及巖石或無法判斷的異常情況，并將檢測(cè)結(jié)果通過信號(hào)發(fā)射器傳遞至煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的控制中心；所述毫米波雷達(dá)和全晰攝像頭均設(shè)置于煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的刮板輸送機(jī)運(yùn)行方向側(cè)方，毫米波雷達(dá)發(fā)射信號(hào)方向與煤流垂直。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述全晰攝像頭采集刮板輸送機(jī)上的落煤圖像，并通過A/D轉(zhuǎn)換器處理后將圖像傳輸?shù)接?jì)算機(jī)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)內(nèi)置圖像數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫中儲(chǔ)存常見的煤流圖像特征和煤流中含有的常見的片幫、夾矸以及巖石的圖像特征。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于：所述計(jì)算機(jī)內(nèi)置程序包括煤流成分檢測(cè)模塊、裝載量監(jiān)測(cè)模塊和異常檢測(cè)模塊；所述煤流成分檢測(cè)模塊對(duì)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器處理的毫米波雷達(dá)反射信號(hào)進(jìn)行讀取與分析，獲取當(dāng)前煤流的三維輪廓和成分；所述裝載量監(jiān)測(cè)模塊通過煤流的三維輪廓和成分計(jì)算煤流的體積和質(zhì)量，并判斷煤流體積和質(zhì)量是否超過煤流出口處轉(zhuǎn)載裝置的最大轉(zhuǎn)載量，如果超過則計(jì)算機(jī)將通過信號(hào)發(fā)射器將預(yù)警信號(hào)反饋至煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的控制中心；所述異常檢測(cè)模塊對(duì)經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器處理的全息攝像頭采集的煤流圖像進(jìn)行特征提取分析，并判斷提取的特征與煤流特征是否相符，進(jìn)而對(duì)煤流中的異常情況進(jìn)行檢測(cè)。

5.一種基于毫米波雷達(dá)的煤流測(cè)量方法，采用權(quán)利要求1所述系統(tǒng)進(jìn)行煤流測(cè)量，其特征在于：具體方法為：

將毫米波雷達(dá)設(shè)置于刮板輸送機(jī)側(cè)方，毫米波雷達(dá)將反射信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后傳送至計(jì)算機(jī)；

當(dāng)刮板輸送機(jī)上的落煤途經(jīng)全晰攝像頭時(shí)，攝像頭會(huì)進(jìn)行攝像，將圖像傳遞至計(jì)算機(jī)；

計(jì)算機(jī)接收經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器處理的毫米波雷達(dá)的反射信號(hào)，并根據(jù)毫米波雷達(dá)的反射信號(hào)獲取煤流的三維輪廓以及煤流的組成成分信息，進(jìn)而計(jì)算煤流的體積與質(zhì)量，若煤流質(zhì)量大于轉(zhuǎn)載裝置的最大承載能力或煤流中存在大塊煤或巖石，計(jì)算機(jī)將通過信號(hào)發(fā)射器將預(yù)警信號(hào)或異常信號(hào)反饋至煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的控制中心，控制中心將根據(jù)計(jì)算機(jī)反饋的預(yù)警信號(hào)或異常信號(hào)控制綜采設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；

所述計(jì)算機(jī)還采用圖像識(shí)別方法對(duì)接收的全息攝像頭采集的煤流圖像進(jìn)行特征提取分析，若出現(xiàn)圖像特征與煤流特征不符時(shí)，將調(diào)用計(jì)算機(jī)圖像數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，若當(dāng)前圖像特征與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的煤流中常見的片幫、夾矸以及巖石特征相符，則計(jì)算機(jī)向控制器發(fā)出分揀通知；若當(dāng)前采集的圖像特征與數(shù)據(jù)庫中存儲(chǔ)的煤流中常見的片幫、夾矸以及巖石特征不符，則計(jì)算機(jī)向煤礦運(yùn)輸系統(tǒng)的控制中心發(fā)出異常通知，并將該圖像特征增加到圖像數(shù)據(jù)庫中。