[發(fā)明專利]綜采工作面液壓支架支撐高度和頂梁傾角測量裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010741993.3
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111964595B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 任懷偉;李帥帥;馬英;趙國瑞;文治國;周杰;杜毅博;鞏師鑫;韓哲
• 申請（專利權(quán)）人: 天地科技股份有限公司;中煤科工開采研究院有限公司
• 主分類號: G01B11/06
• 分類號: G01B11/06;G01C9/00;G01C9/06
• 代理公司: 北京市廣友專利事務(wù)所有限責任公司 11237
• 代理人: 祁獻民

本發(fā)明實施例公開一種綜采工作面液壓支架支撐高度和頂梁傾角測量裝置，涉及視覺測量應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。包括隔爆防塵外殼、深度相機主體及微處理器，隔爆防塵外殼的第一端面上具有開口，第二端面具有安裝部，深度相機主體設(shè)于隔爆防塵外殼內(nèi)，且鏡頭朝外設(shè)于開口中，微處理器與深度相機主體電連接；深度相機主體包括RGB攝像頭、紅外點陣投射器、第一深度傳感器和第二深度傳感器，所述深度相機主體，用于獲取包含液壓支架底座彩色信息和深度信息的三維點云圖像并發(fā)送至所述微處理器；所述微處理器，用于基于所述三維點云圖像解算得到液壓支架支撐高度和頂梁傾角。本測量裝置能夠較好地實現(xiàn)對液壓支架支撐高度和頂梁傾角參數(shù)的實時在線測量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及視覺測量應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種綜采工作面液壓支架支撐高度和頂梁傾角測量裝置。

背景技術(shù)

液壓支架作為綜采工作面三機配套設(shè)備中的重要設(shè)備，其位姿狀態(tài)的好壞將直接決定采場頂板的支護效果，從而影響綜采工作面設(shè)備的自動化協(xié)同推進過程。對于液壓支架來說，其關(guān)鍵位姿狀態(tài)參數(shù)主要為支撐高度與頂梁傾角，而傳統(tǒng)靠人工觀察的方法存在效率低、誤差大的缺點。因此，開發(fā)液壓支架支撐高度與頂梁傾角自主視覺測量裝置，進而實現(xiàn)液壓支架位姿狀態(tài)的實時在線監(jiān)測，是提高綜采工作面生產(chǎn)效率，提升工作面智能化程度的重要手段。

針對以上問題，中國專利申請?zhí)枮?01710040395.1的發(fā)明專利公開了一種液壓支架頂梁支撐高度和姿態(tài)的測量系統(tǒng)，通過在液壓支架頂梁和底座上分別安裝普通視覺模塊和定位標識板，利用圖像處理技術(shù)計算液壓支架支撐高度和頂梁傾角。

發(fā)明人在實現(xiàn)本發(fā)明創(chuàng)造的過程中發(fā)現(xiàn)：上述方法需要在每臺液壓支架上安裝定位標識板，實際安裝成本較高，且標識板易受煤塵覆蓋或松動脫落，將影響測量系統(tǒng)的正常運行。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明旨在提供一種綜采工作面液壓支架支撐高度和頂梁傾角測量裝置，至少可以解決上述測量方法中存在的技術(shù)問題，能夠較好地實現(xiàn)對液壓支架支撐高度和頂梁傾角參數(shù)的實時在線測量。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

本發(fā)明實施例提供一種綜采工作面液壓支架支撐高度和頂梁傾角測量裝置，安裝在液壓支架頂梁上；包括隔爆防塵外殼、深度相機主體及微處理器，所述隔爆防塵外殼的第一端面上具有開口，所述深度相機主體設(shè)于所述隔爆防塵外殼內(nèi)，且鏡頭朝外設(shè)于所述開口中，在所述隔爆防塵外殼的第二端面具有用于安裝于所述液壓支架頂梁的安裝部，所述第一端面與所述第二端面相對應(yīng)，所述微處理器與所述深度相機主體電連接；

所述深度相機主體包括RGB攝像頭、紅外點陣投射器、第一深度傳感器和第二深度傳感器，所述RGB攝像頭、紅外點陣投射器、第一深度傳感器和第二深度傳感器并排設(shè)于所述隔爆防塵外殼的第一端面上；其中，所述第一深度傳感器位于所述紅外點陣投射器左側(cè)，所述第二深度傳感器位于所述紅外點陣投射器右側(cè)，所述RGB攝像頭位于所述第一深度傳感器左側(cè)或第二深度傳感器右側(cè)；

所述深度相機主體，用于獲取包含液壓支架底座彩色信息和深度信息的三維點云圖像并發(fā)送至所述微處理器；

所述微處理器，用于基于所述三維點云圖像解算得到液壓支架支撐高度和頂梁傾角。

可選地，所述微處理器，具體用于對所述三維點云圖像去噪及分割處理得到特征圖像；

基于圖像識別與匹配算法對所述特征圖像進行底座識別并得到液壓支架底座相對于深度相機的位置信息；

基于所述液壓支架底座相對于深度相機的位置信息及深度相機與液壓支架的空間幾何位置關(guān)系，計算得到液壓支架支撐高度和頂梁傾角；其中，所述液壓支架支撐高度為液壓支架底座到深度相機的距離與深度相機到頂梁的距離之和；所述液壓支架頂梁傾角為液壓支架底座相對于深度相機在豎直方向上的傾角。

可選地，所述隔爆防塵外殼為長方體筒結(jié)構(gòu)，在所述隔爆防塵外殼的第一端面的開口處設(shè)有用于防塵的自潔凈玻璃。