[發(fā)明專利]一種煤礦鉆桿計數(shù)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110103397.7
• 申請日: 2021-01-26
• 公開（公告）號: CN112580609B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙黃健;丁丁;張大偉;馮佳;金宇航
• 申請（專利權(quán)）人: 南京北路智控科技股份有限公司
• 主分類號: G06V20/52
• 分類號: G06V20/52;G06V10/25;G06V10/762;G06V10/82;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08;G06T5/00;G06T5/30;G06T7/155;G06T7/187
• 代理公司: 南京九致知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32307
• 代理人: 楊橘

1.一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，包括：

篩選鉆桿監(jiān)控視頻中鉆桿區(qū)域圖像，并建立鉆桿輪廓外接矩形框的坐標集合；其中，鉆桿輪廓外接矩形框的坐標包括鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標；

提取所有鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標，建立鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的連續(xù)區(qū)域；

對所述連續(xù)區(qū)域進行濾波處理，獲得類反拋物線曲線，對所述類反拋物線曲線的每個波谷進行一次計數(shù)，每次計數(shù)即為煤礦鉆桿的一次計數(shù)；

所述建立鉆桿輪廓外接矩形框的坐標集合包括：

訓(xùn)練鉆桿視頻檢測模型；

基于所述鉆桿視頻檢測模型對獲取的鉆桿監(jiān)控視頻進行檢測，輸出鉆桿輪廓外接矩形框的坐標集合；

所述訓(xùn)練鉆桿視頻檢測模型包括：

獲取當(dāng)下鉆桿監(jiān)控視頻中鉆桿區(qū)域圖像，并保存為透明背景的鉆桿圖像；

提取歷史監(jiān)控視頻，抽幀后保存至歷史數(shù)據(jù)集；

混合所述透明背景的鉆桿圖像與所述歷史數(shù)據(jù)集，得到混合數(shù)據(jù)集；

對所述混合數(shù)據(jù)集中鉆桿輪廓的外接矩形框中心點坐標、鉆桿輪廓的外接矩形框高度與鉆桿輪廓的外接矩形框的寬度分布進行保存，生成鉆桿坐標文件；

將所述混合數(shù)據(jù)集與所述鉆桿坐標文件使用YOLO-TINY進行訓(xùn)練，輸出置信度大于設(shè)定值的鉆桿識別邊框的長度、寬度和中心點坐標。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述混合數(shù)據(jù)集采用如下方式得到：

隨機仿射變換所述透明背景的鉆桿圖像；

隨機混合隨機仿射變換后的所述透明背景的鉆桿圖像和歷史數(shù)據(jù)集中的圖像；

隨機混合的混合函數(shù)為：

(u,v)在Ct'內(nèi)部，f(u,v)＝a·g(u,v)+(1-a)·h(u,v)，

(u,v)在Ct'外部，f(u,v)＝h(u,v)，

其中，Ct'為隨機仿射變換所述透明背景的鉆桿圖像中鉆桿輪廓坐標；

u為透明背景的鉆桿圖像和歷史數(shù)據(jù)集中圖像的橫坐標；

v為透明背景的鉆桿圖像和歷史數(shù)據(jù)集中圖像的縱坐標；

g(u,v)為透明背景的鉆桿圖像像素灰度值；

h(u,v)為歷史數(shù)據(jù)集中圖像像素灰度值；

f(u,v)為混合數(shù)據(jù)集中的混合后圖像像素灰度值；

a為權(quán)重系數(shù)，取值[0.8,1.0]。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述建立鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的連續(xù)區(qū)域，包括：

映射所有鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標至新建的單通道圖像；所述單通道圖像為與鉆桿視頻大小一致、灰度為255的二值化圖像；

擬合映射后的所有鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標所在直線，提取最大面積的連通區(qū)域，并將該最大面積的連通區(qū)域定義為鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的連續(xù)區(qū)域。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述擬合映射后的所有鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標所在直線包括：將鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標映射至單通道圖像，將映射后的單通道圖像灰度置0，累積設(shè)定數(shù)量的鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標映射后，使用Ransac隨機采樣擬合直線，該直線判定為鉆桿運動所在直線。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述提取最大面積的連通區(qū)域包括：使用膨脹核對映射后的單通道圖像進行卷積操作；提取連通域，計算連通域面積并提取面積最大的區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述濾波包括對鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標在連續(xù)10幀圖像位置變化小于20個像素取其平均坐標，記錄為1點。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤礦鉆桿計數(shù)方法，其特征在于，所述濾波包括將鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的連續(xù)區(qū)域中的高度數(shù)據(jù)按幀順序分為若干組；

每組高度數(shù)據(jù)包含若干幀中鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的高度數(shù)據(jù)；若干幀按設(shè)定數(shù)目間隔，若遇未記錄的幀則在相應(yīng)幀處依據(jù)設(shè)定規(guī)則插值；

其中，每組高度數(shù)據(jù)初始時每幀設(shè)置相同權(quán)重，檢測到鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標高度數(shù)據(jù)突變則降低該組當(dāng)前權(quán)重，加權(quán)平均鉆桿輪廓外接矩形框中心點坐標的連續(xù)區(qū)域的高度數(shù)據(jù)，獲得類反拋物線曲線。