一种皮带转载点堆煤的识别方法、系统、设备及介质与流程

本公开涉及皮带输送机领域，具体涉及一种皮带转载点堆煤的识别方法、系统、设备及介质。

背景技术：

现有皮带堆煤识别通过各种感应式传感器(如机械式)实现，虽然规定了安装位置，但极易受煤流影响而误报警造成频繁停机。同时现场作业人员为了避免停机，存在甩保护现象，给皮带的正常运转带来安全隐患。

技术实现要素：

针对上述技术问题，本发明提供一种皮带转载点堆煤的识别方法、系统、设备及介质。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种皮带转载点堆煤的识别方法，包括：

预先在皮带转载点挡煤板区域划定虚拟高度线；

获取所述挡煤板区域的实时视频图像；

根据所述实时视频图像确定所述挡煤板区域的煤料高度；

根据所述煤料高度和虚拟高度线的相对位置判断是否发生堆煤。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种皮带转载点堆煤的识别系统，包括：

划定模块，用于预先在皮带转载点挡煤板区域划定虚拟高度线；

获取模块，用于获取所述挡煤板区域的实时视频图像；

确定模块，用于根据所述实时视频图像确定所述挡煤板区域的煤料高度；

判断模块，用于根据所述煤料高度和虚拟高度线的相对位置判断是否发生堆煤。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种终端设备，包括：

处理器；以及

存储器，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被所述处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

根据本公开实施例的第四方面，提供一种非暂时性机器可读存储介质，其上存储有可执行代码，当所述可执行代码被电子设备的处理器执行时，使所述处理器执行如上所述的方法。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：基于机器视觉的人工智能手段实时监测识别堆煤高度，在皮带运行过程及时发现皮带堆煤现象，减少人工对现有检测传感器的定时校对操作，从而确保煤矿作业安全，同时减少人力、时间的浪费。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种皮带转载点堆煤的识别方法的流程示意图；

图2是不同的堆煤原因对应的堆煤高度变化曲线图；

图3是根据本公开一示例性实施例示出的一种皮带转载点堆煤的识别系统的结构框图；

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种计算设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的优选实施方式。虽然附图中显示了本公开的优选实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以下结合附图详细描述本公开实施例的技术方案。

图1是根据本公开一示例性实施例示出的一种皮带转载点堆煤的识别方法的流程示意图。

参见图1，该方法包括：

s11、预先在皮带转载点挡煤板区域划定虚拟高度线。

具体的，步骤s11的目的在于在实时视频图像中显示划定的虚拟高度线，所述虚拟高度线包括从低到高排列的正常高度线，堆煤报警线和堆煤停机线。

该步骤可通过以下两种方法实现：

第一种方法是利用挡煤板的高度按照比例灵活确定高度线，具体包括：

s111、识别所述实时视频图像中的挡煤板；该步骤需要采用目标检测算法识别挡煤板。

s112、在挡煤板高度方向上按照预设比例划定虚拟高度线。

第二种方法主要基于发生堆煤和未发生堆煤时的煤料高度符合正态分布的假设，通过大量样本统计的方式确定虚拟高度线，具体包括：

s113、预先采集转载点挡煤板区域未发生堆煤时的煤料高度，作为正常高度样本，以及发生堆煤时的煤料高度，作为堆煤停机高度样本；

s114、利用正态分布的3σ原则剔除所述正常高度样本和堆煤停机高度样本中的异常值；

s115、分别通过剔除异常值后的正常高度样本和堆煤停机高度样本的样本均值和样本标准差来估计对应于正常高度和堆煤停机高度的数学期望和总体标准差；

s116、根据对应于正常高度和堆煤停机高度的数学期望和总体标准差分别确定相应的正常高度线和堆煤停机线的高度范围。

在确定相应的正常高度线和堆煤停机线的高度范围之后，可在正常高度线和堆煤停机线之间设定堆煤停机线，具体方式可根据经验人为设定，或者按照一定高度比例设定，本实施例对此不作具体限制。

s12、获取所述挡煤板区域的实时视频图像。

在本发明实施例步骤s12中，首先需要获取转载机上挡煤板的实时视频图像，具体地可以采用高清(720p或以上)摄像机拍摄对准转载机的挡煤板位置，并且实时采集转载机上挡煤板的实时视频图像，当然采集挡煤板的实时视频图像，是为了知晓挡煤板阻挡的煤料高度为多少，因此，摄像机在拍摄时，需要对准挡煤板阻挡煤料的一面。

s13、根据所述实时视频图像确定所述挡煤板区域的煤料高度。

首先，可以采用目标检测的方法检测煤料，也就是利用卷积神经网络进行目标(煤料)检测。卷积神经网络主要包括卷积层、区域提取网络与分类器三个主要模块。其中，卷积层通常为深度卷积神经网络，用于将原始图像通过一系列的卷积、池化等操作转化为更具表达能力、更抽象的高层图像特征，提供给区域提取网络以及分类器。区域提取网络基于卷积提取的图像特征，依据网络提供的一系列框的生成方式生成对应的多个候选框，最终产生一定数量的疑似转载机进料口处煤料的区域。分类器根据提取出的图像特征，对疑似转载机进料口处煤料的区域进行精确分析，最终给出图像中符合煤块的特征区域的坐标，进而得到监测区域是否有煤。当然，也可以采用其他的目标检测模型，利用标记好的煤料照片训练其他的神经网络，使得神经网络具有检测煤料的能力。

通过目标检测方法标定出煤料的标记框，可以在实时视频图像中建立坐标系，对煤料的标记框进行坐标化，利用坐标系，可以确定出煤料的最高点的坐标。

s14、根据所述煤料高度和虚拟高度线的相对位置判断是否发生堆煤。

通过比较煤料的最高点的坐标是否超过虚拟高度线来判断转载点处是否发生堆煤。

可选地，在该实施例中，所述虚拟高度线包括从低到高排列的正常高度线，堆煤报警线和堆煤停机线；

所述方法还包括：

s15、当煤料高度达到所述正常高度线时，控制堆煤处理装置动作；当煤料高度达到所述堆煤报警线时，控制声光报警器发出报警，控制所述转载点上游皮带停机，以及，控制所述堆煤处理装置继续动作；当煤料高度达到所述堆煤停机线时，控制声光报警器发出报警，控制所述转载点上下游皮带全部停机，以及，通知作业人员进行处理。

该实施例中，结合堆煤处理装置，实现了堆煤自识别、自处理的流程，减少了皮带停机率，提高了皮带运行效率。

可选地，在该实施例中，该方法还包括：

s16、预先设定煤料高度的不同变化速率与堆煤原因的对应关系；

s17、当判断发生堆煤时，根据发生堆煤时刻之前预设时长内所述煤料高度的变化速率和所述对应关系确定堆煤原因。

基于实践经验，不同的堆煤原因对应的堆煤高度变化速率不同，如图2所示，堆煤高度变化如曲线1时，堆煤可能原因为水煤大；堆煤高度变化如曲线2时，堆煤原因可能是转载点上游皮带煤量大、皮带机尾跑偏、上煤不在中线；堆煤高度变化如曲线3时，堆煤原因可能是转载点异物卡顿。

本实施例可根据堆煤高度变化曲线速率，智能分析堆煤原因，有助于解决设备异常隐患，提高管理水平。

可选地，在该实施例中，该方法还包括：

s18、统计同一转载点在不同时间发生堆煤的次数，以及同一时间在不同转载点发生堆煤的次数。

本实施例中，通过统计同一地点、不同时间堆煤次数和同一时间、不同地点的堆煤次数，能够智能分析皮带管理存在的问题。例如，如果同一地点多次发生堆煤则说明此转载点存在搭接问题或安装不合格，需要对此转载点进行修整处理。如果同一时间多个地点发生堆煤则说明某一皮带来源存在异物或水煤大的情况，需要查找源头进行管理处罚。

与前述应用功能实现方法实施例相对应，本公开还提供了一种皮带转载点堆煤的识别系统、终端设备及相应的实施例。

图3是根据本公开一示例性实施例示出的一种皮带转载点堆煤的识别系统的结构框图。

参见图3，该系统包括：

划定模块，用于预先在皮带转载点挡煤板区域划定虚拟高度线；

获取模块，用于获取所述挡煤板区域的实时视频图像；

确定模块，用于根据所述实时视频图像确定所述挡煤板区域的煤料高度；

判断模块，用于根据所述煤料高度和虚拟高度线的相对位置判断是否发生堆煤。

关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不再做详细阐述说明。

图4是根据本公开一示例性实施例示出的一种计算设备的结构示意图。

参见图4，计算设备400包括存储器410和处理器420。

处理器420可以是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，asic)、现场可编程门阵列(field-programmablegatearray，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。

存储器410可以包括各种类型的存储单元，例如系统内存、只读存储器(rom)，和永久存储装置。其中，rom可以存储处理器420或者计算机的其他模块需要的静态数据或者指令。永久存储装置可以是可读写的存储装置。永久存储装置可以是即使计算机断电后也不会失去存储的指令和数据的非易失性存储设备。在一些实施方式中，永久性存储装置采用大容量存储装置(例如磁或光盘、闪存)作为永久存储装置。另外一些实施方式中，永久性存储装置可以是可移除的存储设备(例如软盘、光驱)。系统内存可以是可读写存储设备或者易失性可读写存储设备，例如动态随机访问内存。系统内存可以存储一些或者所有处理器在运行时需要的指令和数据。此外，存储器1010可以包括任意计算机可读存储媒介的组合，包括各种类型的半导体存储芯片(dram，sram，sdram，闪存，可编程只读存储器)，磁盘和/或光盘也可以采用。在一些实施方式中，存储器410可以包括可读和/或写的可移除的存储设备，例如激光唱片(cd)、只读数字多功能光盘(例如dvd-rom，双层dvd-rom)、只读蓝光光盘、超密度光盘、闪存卡(例如sd卡、minsd卡、micro-sd卡等等)、磁性软盘等等。计算机可读存储媒介不包含载波和通过无线或有线传输的瞬间电子信号。

存储器410上存储有可执行代码，当可执行代码被处理器420处理时，可以使处理器420执行上文述及的方法中的部分或全部。

上文中已经参考附图详细描述了本公开的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。另外，可以理解，本公开实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本公开实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

此外，根据本公开的方法还可以实现为一种计算机程序或计算机程序产品，该计算机程序或计算机程序产品包括用于执行本公开的上述方法中部分或全部步骤的计算机程序代码指令。

或者，本公开还可以实施为一种非暂时性机器可读存储介质(或计算机可读存储介质、或机器可读存储介质)，其上存储有可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)，当所述可执行代码(或计算机程序、或计算机指令代码)被电子设备(或计算设备、服务器等)的处理器执行时，使所述处理器执行根据本公开的上述方法的各个步骤的部分或全部。

本领域技术人员还将明白的是，结合这里的公开所描述的各种示例性逻辑块、模块、电路和算法步骤可以被实现为电子硬件、计算机软件或两者的组合。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统和方法的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标记的功能也可以以不同于附图中所标记的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。