[發(fā)明專利]一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110452441.5
• 申請(qǐng)日: 2021-04-26
• 公開（公告）號(hào): CN113111840A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳湘源;鄧仰東;伏新征;陸風(fēng)濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 常州典宏自動(dòng)化科技有限公司;國(guó)能榆林能源有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06K9/00
• 分類號(hào): G06K9/00;G06K9/32;G06K9/40;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 常州市科誼專利代理事務(wù)所 32225
• 代理人: 孫彬

本發(fā)明公開了一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法，它包括：S1、通過攝像頭獲取煤礦綜采工作面環(huán)境下的作業(yè)人員圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理；S2、基于經(jīng)過預(yù)處理的圖像，訓(xùn)練作業(yè)人員邊框檢測(cè)模型，通過判斷作業(yè)人員的邊框是否進(jìn)入或靠近刮板機(jī)ROI區(qū)域來判定是否發(fā)生危險(xiǎn)行為；基于經(jīng)過預(yù)處理的圖像，訓(xùn)練作業(yè)人員邊框檢測(cè)模型，通過判斷作業(yè)人員邊框和切割頭ROI區(qū)域是否發(fā)生相互靠近行為，從而判定是否發(fā)生危險(xiǎn)行為。本發(fā)明提供一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法，對(duì)獲取的圖像預(yù)處理后進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像分析，對(duì)作業(yè)人員發(fā)生的摔倒、翻越進(jìn)入刮板機(jī)、靠近切割頭的異常行為，進(jìn)行及時(shí)識(shí)別預(yù)警。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法，屬于煤礦智能視頻監(jiān)控領(lǐng)域。

背景技術(shù)

我國(guó)是煤炭生產(chǎn)及消耗大國(guó)，隨著國(guó)內(nèi)煤礦機(jī)械化和智能化程度的提高，為一線作業(yè)人員提供了較為安全的生產(chǎn)環(huán)境，并配備了比較好的自救裝備，可以降低某些危險(xiǎn)事件的發(fā)生。礦井下環(huán)境，尤其是煤礦綜采工作面，復(fù)雜潮濕陰冷，巷道道路泥濘，光線昏暗，作業(yè)人員很容易出現(xiàn)一些危險(xiǎn)和違規(guī)行為。因?yàn)槊旱V綜采工作面中，煤礦綜采工作面由大型液壓支架支撐，采煤機(jī)的截割頭在刮板機(jī)上移動(dòng)。作業(yè)人員周邊存在采煤機(jī)和傳送帶等大型機(jī)械裝備和傳動(dòng)裝備，這些危險(xiǎn)和違規(guī)行為極有可能造成人員傷害事故。例如，作業(yè)人員靠近正在自動(dòng)運(yùn)行的采煤機(jī)切割頭，液壓支架上巡檢的作業(yè)人員突然跌倒，作業(yè)人員違規(guī)翻越正在工作的刮板機(jī)，這些行為都有可能造成嚴(yán)重的安全事故。為了避免此類事故的發(fā)生，綜采工作面安裝智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)并通過視頻流對(duì)摔倒、翻越、靠近等危險(xiǎn)行為進(jìn)行識(shí)別將顯得尤為重要。

目前，在傳統(tǒng)場(chǎng)景(非井下作業(yè)場(chǎng)景)下，已經(jīng)有大量的現(xiàn)有技術(shù)對(duì)作業(yè)人員的摔倒行為、翻越進(jìn)去固定區(qū)域、靠近危險(xiǎn)設(shè)備等行為進(jìn)行識(shí)別，但是這種摔倒行為模型不能直接應(yīng)用于井下作業(yè)場(chǎng)景。因?yàn)榫伦鳂I(yè)場(chǎng)景光線昏暗，視頻流采集的圖像屬于低光圖像，需要對(duì)其進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，但低光圖像數(shù)據(jù)處理過程中又極易引入新的噪聲，這給后期圖像識(shí)別帶來較大的不確定性。另外，井下作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，遮擋較多，這些危險(xiǎn)和違規(guī)行為與日常的摔倒、翻越、靠近等危險(xiǎn)或違規(guī)差異化較大，為識(shí)別工作帶來了難點(diǎn)。

因此，需要提出一套針對(duì)綜采作業(yè)面下的危險(xiǎn)和違規(guī)行為進(jìn)行識(shí)別和預(yù)警。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法，對(duì)獲取的圖像預(yù)處理后進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像分析，對(duì)作業(yè)人員發(fā)生的摔倒、翻越進(jìn)入刮板機(jī)、靠近切割頭的異常行為，進(jìn)行及時(shí)識(shí)別預(yù)警。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是：

一種煤礦綜采工作面作業(yè)人員違規(guī)和危險(xiǎn)行為預(yù)警方法，它包括：

S1、通過攝像頭獲取煤礦綜采工作面環(huán)境下的作業(yè)人員圖像，進(jìn)行圖像預(yù)處理；

S2、基于經(jīng)過預(yù)處理的圖像，訓(xùn)練作業(yè)人員邊框檢測(cè)模型，通過判斷作業(yè)人員的邊框是否進(jìn)入或靠近刮板機(jī)ROI區(qū)域來判定是否發(fā)生危險(xiǎn)行為；

基于經(jīng)過預(yù)處理的圖像，訓(xùn)練作業(yè)人員邊框檢測(cè)模型，通過判斷作業(yè)人員邊框和切割頭ROI區(qū)域是否發(fā)生相互靠近行為，從而判定是否發(fā)生危險(xiǎn)行為；

基于經(jīng)過預(yù)處理的圖像，通過關(guān)鍵點(diǎn)提取的方法獲取到作業(yè)人員的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)，對(duì)作業(yè)人員的人體骨骼關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)和序列預(yù)測(cè)判斷作業(yè)人員是否發(fā)生摔倒行為，從而判定是否發(fā)生危險(xiǎn)行為。

進(jìn)一步，步驟S1中所述圖像預(yù)處理，包括如下步驟：

S11、對(duì)攝像頭獲取的低光圖像進(jìn)行亮度調(diào)整；

S12、采用非盲去噪網(wǎng)絡(luò)對(duì)調(diào)整亮度之后的圖像進(jìn)行去噪，所述非盲去噪網(wǎng)絡(luò)包括：

噪聲估計(jì)子網(wǎng)絡(luò)，所述噪聲估計(jì)子網(wǎng)絡(luò)采用五層全卷積網(wǎng)絡(luò)，卷積核為3×3，通道數(shù)為32，采用relu作為激活函數(shù)，將噪聲觀測(cè)圖像轉(zhuǎn)換為估計(jì)的噪聲水平圖；