一种基于图像分析的煤炭产量监测系统的制作方法

本实用新型涉及一种基于图像分析的煤炭产量监测系统，属于煤炭产量监控装置技术领域。

背景技术：

随着煤矿自动化、信息化技术的发展，目前国内的大部分矿井都已经或者正在进行煤炭产量监测系统的部署，但现有的煤炭产量监测系统都存着一些缺陷，例如：一、现有的煤炭产量监测方法无法实时、安全、有效地传输监测数据；二、部分煤炭产量监测方法的前端为传感器，产量监测的有效性易受传感器的灵敏度的影响。

技术实现要素：

为克服现有的技术的不足，本发明提出了一种基于图像分析的煤炭产量监测系统，该系统受前端传感器影响小，能够实时、智能的识别出当前的煤炭产量，为提高煤矿企业的自动化、数字化、信息化提供了可靠的基础数据。

本实用新型的技术方案是：一种基于图像分析的煤炭产量监测系统，所述的监测系统包括：监测主机、数据存储服务器、视频分析服务器、视频监控服务器、网络交换机、井下环网交换机、井下网络交换机、摄像仪、矩形框、皮带机监测分站；所述的监测主机用于实时查看煤炭产量数据与查询历史数据；所述的数据存储服务器用于存储煤炭产量数据，为监测主机的请求提供数据响应服务；所述的视频分析服务器用于根据视频监控数据分析煤炭产量数据，并将煤炭产量数据发送给数据存储服务器；所述的视频监控服务器用于存储视频监控数据；所述的网络交换机用于接入地面设备的数据的交换服务；所述的井下环网交换机用于井下网络交换机的接入与数据的交换；所述的井下网络交换机用于摄像仪、皮带检测分站的接入与数据的交换；所述的摄像仪用于采集皮带机机头的环境信息；所述的矩形框用于提供利用图像分析获取煤炭产量数据时的参考数据信息；所述的皮带检测分站用于获取皮带机的运行数据。

本实用新型的具体工作流程：

(1)将摄像仪采集图像的帧数信息、矩形框的参数信息、煤炭密度等信息传输到视频分析服务器；

(2)摄像仪采集皮带机机头的环境信息；皮带机监测分站采集皮带机的运行数据，例如速度、方向等等；

(3)井下网络交换机将摄像仪采集到的环境信息与皮带机监测分站采集到的运行数据传输至井下环网交换机；

(4)井下环网交换机将井下网络交换机传输的环境信息与运行数据传输至地面；

(5)网络交换机将井下环网交换机传输的环境信息传输至视频监测服务器、运行数据传输至视频分析服务器；

(6)视频分析服务器利用视频监测服务器内的视频信息与相关的参数信息实时分析出当前时间段内的煤炭产量数据，并将煤炭产量数据传输至数据存储服务器；

(7)数据存储服务器将视频分析服务提提供的煤炭产量数据按既定的格式存储在数据存储服务器内，并按照监控主机的请求提供相应的数据；

(8)监控主机根据数据存储服务器提供的数据显示当前时间段内的煤炭产量数据。

附图说明

图1本实用新型所述的系统实施示意图；

图2煤炭产量监测系统工作流程示意图；

图3煤炭产量监测方法的流程示意图。

具体实施方式

一种基于图像分析的煤炭产量监测系统的系统组成图如图1所示，主要包括：监测主机(101)、数据存储服务器(102)、视频分析服务器(103)、视频监控服务器(104)、网络交换机(105)、井下环网交换机(106)、井下网络交换机(107)、摄像仪(108)、矩形框(109)、皮带机监测分站(110)。

(1)所述的监测主机(101)用于实时查看煤炭产量数据与查询历史数据。

(2)所述的数据存储服务器(102)用于存储煤炭产量数据，为监测主机的请求提供数据响应服务。

(3)所述的视频分析服务器(103)用于根据视频监控数据分析煤炭产量数据，并将煤炭产量数据发送给数据存储服务器。

(4)所述的视频监控服务器(104)用于存储视频监控数据。

(5)所述的网络交换机(105)用于接入地面设备的数据的交换服务。

(6)0所述的井下环网交换机(106)用于井下网络交换机的接入与数据的交换。

(7)所述的井下网络交换机(107)用于摄像仪、皮带检测分站的接入与数据的交换。

(8)所述的摄像仪(108)用于采集皮带机机头的环境信息。

(9)所述的矩形框(109)用于提供利用图像分析获取煤炭产量数据时的参考数据信息。

(10)所述的皮带机检测分站(110)用于获取皮带机的运行数据。

基于图像分析的煤炭产量监测系统的工作流程图2所示：

(1)将摄像仪(108)采集图像的帧数信息、矩形框(109)的参数信息、煤炭密度等信息传输到视频分析服务器；

(2)摄像仪(108)采集皮带机机头的环境信息；皮带机监测分站(110)采集皮带机的运行数据，例如速度、方向等等；

(3)井下网络交换机(107)将摄像仪(108)采集到的环境信息与皮带机监测分站(110)采集到的运行数据传输至井下环网交换机(106)；

(4)井下环网交换机(106)将井下网络交换机(107)传输的环境信息与运行数据传输至地面；

(5)网络交换机(105)将井下环网交换机(106)传输的环境信息传输至视频监测服务器(104)、运行数据传输至视频分析服务器；

(6)视频分析服务器(103)利用视频监测服务器(104)内的视频信息与相关的参数信息实时分析出当前时间段内的煤炭产量数据，并将煤炭产量数据传输至数据存储服务器(102)；

(7)数据存储服务器(102)将视频分析服务器(103)提供的煤炭产量数据按既定的格式存储在数据存储服务器(102)内，并按照监控主机(101)的请求提供相应的数据；

(8)监控主机(101)根据数据存储服务器(102)提供的数据显示当前时间段内的煤炭产量数据。

基于图像分析的煤炭产量监测方法的工作流程图3所示：

(1)在煤矿主井皮带机机头处安装一个宽度为w、高度为h的矩形框(109)；

(2)采集煤矿主井皮带机机头处的监控图像；

(3)对所述的监控图像，利用矩形标记步骤(1)处安装的矩形框；

(4)以标记的矩形的左下角作为原点(0,0)建立图像像素坐标系，并检测标记矩形框其它三个角的坐标，假设依次为(m,0)、(0,n)与(m,n)；

(5)利用边缘检测算法标注出机头皮带处的煤炭堆积形状的边缘曲线；

(6)计算边缘曲线与步骤(4)建立的图像像素坐标系的横向坐标轴围成的面积S1；

(7)计算步骤(6)得出的面积S1占步骤C处的标记的矩形的面积S2的百分比P；

(8)根据摄像仪的监控图像的帧数为IF，皮带机运行速率为rm/s，计算出每秒经过煤矿主井皮带机机头处的煤量的体积V；

(9)根据步骤(8)得出的每秒经过煤矿主井皮带机机头处的煤量的体积V，煤炭密度ρ可计算出每秒经过煤矿主井皮带机机头处的煤量的质量m＝ρ·V；

(10)根据步骤(9)得出的每秒经过煤矿主井皮带机机头处的煤量的质量m与皮带运行时间t，可计算处t时间内煤矿主井皮带机输出的煤炭的质量M。