[發明專利]基于圖像識別加速度特征的煤與瓦斯突出報警方法

在審

• 申請號: 202011446727.4
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112377264A
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 孫繼平;程繼杰
• 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
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于圖像識別加速度特征的煤與瓦斯突出報警方法，其特征在于：煤礦井下監測點位置安裝攝像機；實時檢測所采集的各路視頻圖像數據，和攝像機及通信線路的工作情況，同時監測附近區域的甲烷傳感器數值的變化；分析所述視頻圖像中是否存在異常特征，所述異常特征包括設定區域內固定物體輪廓變化的加速度、或固定物體面積變化的加速度、或監視區域內物體的運動和體積、或運動物體的加速度；當檢測到異常特征同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，或異常特征與相關設備故障在短時間內相繼出現，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號，切斷煤礦井下全部非本質安全電氣設備電源，通知撤出煤礦井下作業人員。

2.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：攝像機安裝位置包括采煤工作面液壓支架或采煤機上、采煤工作面進風巷中、采煤工作面回風巷中，以及掘進工作面的掘進巷道中或掘進機上、掘進巷道岔口一側或兩側。

3.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；攝像機采用手動設定攝像機焦距和曝光值，并且無自動對焦和自動白平衡功能。

4.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：攝像機監視范圍內固定物體外表涂有明顯區別于巷道環境的顏色。

5.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：具體報警方法包括：

(1)在攝像機工作正常及視頻通信正常的條件下，當檢測到視頻圖像中固定物體輪廓變化的加速度超過閾值，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號；

(2)當檢測到視頻圖像中固定物體面積變化的加速度超過閾值，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號；

(3)當檢測到視頻圖像中物體的運動和體積，以及運動物體的加速度超過閾值，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號。

6.如權利要求5所述的報警方法，其特征在于：所述的步驟(1)中，利用固定物體的顏色特征來分割圖像；提取監視區域內固定物體被遮擋前后的輪廓周長；當統計發現輪廓周長隨時間變化的加速度超過閾值并持續一段時間，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號。

7.如權利要求5所述的報警方法，其特征在于：所述的步驟(2)中，利用固定物體的顏色特征來分割圖像；提取監視區域內固定物體被遮擋前后的輪廓面積；當統計發現輪廓面積隨時間變化的加速度超過閾值并持續一段時間，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號。

8.如權利要求5所述的報警方法，其特征在于：所述的步驟(3)中，運用速度識別算法對視頻圖像中運動物體進行速度識別，當統計發現物體運動的加速度超過閾值并持續一段時間，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號。

9.如權利要求1所述的報警方法，其特征在于：可利用攝像機內置或外置的數字信號處理器在視頻采集前端完成對視頻圖像的分析和報警，或直接使用具有移動加速度檢測功能的攝像機進行監控，當檢測到物體移動加速度超過閾值并持續一段時間，同時監測到附近區域的甲烷濃度迅速增高或達到報警值，則發出煤與瓦斯突出報警和斷電閉鎖信號。