基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术研究.pdf

《基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、煤炭工程第４８卷第９期ＣＯＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＶｏｌ．４８，Ｎｏ．９ｄｏｉ：１０．１１７９９／ｃｅ２０１６０９０３９基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术研究杨曌（中国煤炭科工集团北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京１０００１３）摘要：为了解决工作面直线度的测量问题，研究了在煤矿井下光照不足、煤尘多、设备复杂、工作面起伏等问题下，利用视觉测量技术代替当前普遍采用的人工方式，进行综采工作面直线度测量的技术。详细研究了工作面视觉测量的方案，提出了基于视觉测量技术的复杂工作面图像采集及处理理论，并开展了井下测量实验，实验结果显示利用视觉

2、测量技术进行工作面直线度测量是十分有效的。关键词：综采工作面；视觉测量；图像识别；直线度中图分类号：ＴＤ４２１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－０９５９（２０１６）０９-０１３４-０３ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓｂａｓｅｄｏｎｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＹＡＮＧＺｈａｏ（ＢｅｉｊｉｎｇＴｉａｎｄｉ－ＭａｒｃｏＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ－ＨｙｄｒａｕｌｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＣｏｍｐａｎｙＬｔｄ．，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃ

3、ｔ：Ｄｕｅｔｏｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃａｌａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ，ｔｈｅｕｓｅｏｆｎｏｎ－ｖｉｓｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｅｑｕｉｐｍｅｎｔｉｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｓａｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｓｏｎｔｈｅｃｏｍｍｏｎｌｙｕｓｅｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｏｒｅｐｌａｃｅｌａｂｏｒｓｉｎｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｗｉｔｈｉｎｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｉｇｈｔ，ｄｕｓｔａｎｄｃｏｍｐｌｅｘｅｑｕｉｐｍｅｎｔ

4、．Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆｃｏｍｐｌｅｘｉｍａｇｅａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇｂａｓｅｄｏｎｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎｄｔｈｅｓｃｈｅｍｅａｎｄｔｈｅｏｒｙｏｆｔｈｅｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｏｎｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｖｉｓｉｏｎｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｅｆｆｅｃｔｉｖｅｔｏｍｅａｓｕｒｅｔｈｅｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓｏｆｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ．Ｋｅｙｗ

5、ｏｒｄｓ：ｆｕｌｌｙｍｅｃｈａｎｉｚｅｄｗｏｒｋｉｎｇｆａｃｅ；ｖｉｓｕａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ；ｉｍａｇｅｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｓｔｒａｉｇｈｔｎｅｓｓ综采工作面自动化控制技术及装备的应用是实现煤炭响，因此不能采用地面常规的激光定位技术和经纬测量［６－９］安全高效开采的重要保障，而随着智能化技术的发展，采技术。用电液控支架装备的工作面越来越多，然而电液控支架的１工作面视觉测量的技术难点步距不可避免的存在累积误差，造成工作面出现弯曲，这种状况与自动化工作面装备和技术的发展极不相称。要实利用视觉测量的方式对工作面直线度测量主要存在以现自

6、动化、无人化开采，研制自动化工作面倾向弯曲矫直下主要技术难点：［１－５］系统是非常必要的。因此，综采工作面直线度的测量和１）工作面直线度的测量精度。按照工作面标准规范的控制是需要攻克的关键技术之一。要求，直线度达到±５ｃｍ，对于一维像素点数超过１０００点的综采工作面与巷道都是狭长形的测量对象，分布着大视觉测量相机，可以较容易地实现。量的设备，如液压支架、刮板运输机、采煤机等，由于井２）工作面弯曲、起伏的影响。由于视觉测量以光线为下封闭的环境，设备的测量定位存在着一定的难度，而且基准和目标，在带来高精度的同时，也带来了光线不能适由于煤层的起

7、伏以及采煤机截割时工作面煤尘对测量的影应、弯曲遮挡、非可视等问题，其解决思路是单独控制收稿日期：２０１６－０４－０１基金项目：国家高技术研究发展计划（８６３计划）资助项目“综采智能控制技术与装备”（２０１３ＡＡ０６Ａ４１０）；天玛科技创新项目“‘无人操作，有人巡视’高效智能化采煤控制技术研究及常态化应用”（５０００４３）；天玛科技创新项目“综采工作面巡检行走机构的探索”（９２１２２）作者简介：杨曌（１９８８—），男，湖北荆州人，博士，助理研究员，主要研究方向为综采自动化，采矿系统仿真等，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙａｎｇｚｈａｏ＠ｔｄｍａｒｃｏ．ｃｏ

8、ｍ。引用格式：杨曌．基于视觉测量的综采工作面直线度测量技术研究［Ｊ］．煤炭工程，２０１６，４８（９）：１３４－１３６．１３４２０１６年第９期煤炭工程研究探讨ＬＥＤ灯，并采用云台摄像仪进行角度控