[發(fā)明專利]一種標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法

在審

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• 申請日: 2022-12-19
• 公開（公告）號: CN115808137A
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發(fā)明（設計）人: 曾慶良;徐文乾;萬麗榮;高魁東;王志文;齊國慶
• 申請（專利權）人: 山東科技大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27
• 代理公司: 青島鼎丞智佳知識產權代理事務所(普通合伙) 37277
• 代理人: 蘆艷潔

本發(fā)明涉及液壓支架直線度檢測方法領域，尤其是一種標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法，其包括建立相機、液壓支架、頂梁、標志點坐標系，并確定坐標系之間的相對姿態(tài)關系，基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡對標志點進行目標檢測，并進行二值化處理和形態(tài)學處理，計算標志點中心點的位置坐標和三維坐標，求解單臺液壓支架的各坐標系之間的姿態(tài)變換關系及多臺液壓支架之間的坐標系姿態(tài)變換關系，得到各液壓支架的直線度參數(shù)。本發(fā)明使用標志點輔助視覺技術進行檢測，避免了設備表面因粉塵覆蓋造成邊緣模糊不清，影響目標檢測效果的問題，且人為構造的標志點特征簡單，提高了目標檢測的速度。

技術領域

本發(fā)明涉及液壓支架直線度檢測方法領域，尤其是一種標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法。

背景技術

目前長壁采煤工作面的長度都超過數(shù)百米，而單臺液壓支架的寬度一般都在1-2米，因此現(xiàn)場一般沿著工作面方向布置上百臺液壓支架用于完整支護整個采煤工作面，這上百臺液壓支架會隨著采煤的進行不斷向前移動，由于每臺液壓支架的移動都是由其自身的推移千斤頂實現(xiàn)的，因此推移后的液壓支架群將很難保持初始狀態(tài)的直線度。

在目前的實際生產過程中，液壓支架群移動后的直線度保持是通過工人實際肉眼觀察判斷后，再操作電液控系統(tǒng)進行調整，準確性差，且相當依賴工人經(jīng)驗。當前興起的智能開采技術使得煤礦開采向少人化、無人化發(fā)展，也逐漸有相應的自動化檢測技術應用于液壓支架群的直線度檢測中。目前已有相關液壓支架生產單位在液壓支架內安裝慣性導航，對每臺液壓支架進行實時定位，從而確定整體直線度。但液壓支架是一個大部分時間靜止，少部分時間運動的設備，慣性導航技術的積分誤差在這一場景中會影響定位結果，導致直線度測量不準確。

發(fā)明內容

本發(fā)明旨在解決上述問題，提供了一種標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法，其采用的技術方案如下：

一種標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法，待檢測液壓支架的頂梁底部固定設置標志點模組，標志點模組上設置有5個LED標志點，同一標志點模組上的標志點中任意兩點不構成線性相關，不同液壓支架上的標志點的波長與直徑不同；以m臺液壓支架為一組，每組的最末臺液壓支架同時為相鄰組的首臺液壓支架，每組處于中間位置的液壓支架的底座上均設置用于拍攝標志點標靶的雙目相機以及雙目相機的信號處理模塊，雙目相機能夠拍攝包括所在液壓支架在內的m臺液壓支架的標志點模組；調整各雙目相機模塊初始位置狀態(tài)，使各雙目相機模塊之間沒有旋轉角，只存在平移關系；

標志點輔助雙目視覺的液壓支架群直線度檢測方法，包括以下步驟：

S1.以工作面端部固定位置建立工作面坐標系O_fX_fY_fZ_f，以雙目相機的中心為坐標原點建立相機坐標系O_cX_cY_cZ_c，以液壓支架的重心為坐標原點建立液壓支架坐標系O_hX_hY_hZ_h，以液壓支架頂梁的重心為坐標原點建立頂梁坐標系O_tX_tY_tZ_t，以標志點模組上5個LED標志點的中心為原點建立標志點坐標系O_mX_mY_mZ_m，以上坐標系的Z軸方向豎直向上，X軸方向指向待采煤壁，Y軸方向平行于采煤機行走方向，坐標系符合右手定則；

S2.確定液壓支架坐標系和頂梁坐標系的相對姿態(tài)關系為確定頂梁坐標系和標志點坐標系之間的相對姿態(tài)關系為其中，i表示液壓支架的編號；

S3.確定工作面坐標系與第一臺雙目相機模塊的相機坐標系之間的相對姿態(tài)關系為液壓支架上一點在液壓支架坐標系中坐標P_hi與在標志點坐標系中坐標P_mi的相對坐標變換關系可以表示為：