一种基于图像频域特征提取及分类识别的煤岩分界系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种基于图像频域特征提取及分类识别煤岩分界系统，用于识别煤矿井下采煤工作面煤层和顶底板岩层的分界位置，属于计算机图像处理与模式识别领域。
【背景技术】
[0002]在煤炭井下开采过程中，需要操作者来控制采煤机摇臂的升降，以避免切割到顶底板岩石而造成诸如:截齿磨损；产生火花，引起恶性瓦斯爆炸事故；原煤质量下降等一系列问题。但因为井下采煤工作面环境十分复杂，采煤机司机很难准确判断采煤机的截割状态，所以我国现如今主要采用保守开采的方式，实际采出率低，造成了严重的资源浪费，而现在的技术水平也很难对剩余的大量煤炭资源进行二次开采。
[0003]煤岩识别是实现采煤机滚筒自动调高的关键技术，即自动识别出采煤机在工作过程中截齿是否切入顶底板，或者识别出剩留顶底煤的厚度。煤岩界面识别对于减少采掘工作面作业人员直至实现工作面无人开采具有重要意义，既是煤矿安全高效生产的需要，又是减轻工人劳动强度和改善作业环境的需要。因此开发煤岩识别和分界系统具有重要意义。
[0004]中国专利申请号201010160335.1，公开日2010.9.22，公开了一种掘进机煤岩识别自动截割控制方法与系统，该方法根据掘进机截割头的受力状况、截割电机和回转油缸的参数来计算当前截割位置处矿岩的普氏系数，与标准普氏系数比较后判断矿岩类型为煤或者岩。
[0005]中国专利申请号201010251520.1，公开日2010.12.22，公开了一种煤岩界面识别方法、识别系统及识别探头，通过将能够穿透煤层而不能穿透岩层的特定能级的高压水射流向巷道上方的煤层喷射，并实时感知被煤层或岩层反射的反射流对喷嘴形成的不同作用力，据此判断采煤机滚筒截齿上端与煤岩界面的距离。
[0006]上述煤岩界面的识别都是利用传感器进行识别，主要存在两个问题:一方面，在不同的煤矿产区，需要选取不同的传感器，并需要安装在不同的机器设备上。另一方面，在煤炭开采环境中，传感器本身容易出现故障和失灵的情况，无疑都加大了人力和物力的浪费。中国专利申请号201010160335.1所述的实用新型结构复杂，各模块之间需要相互提供数据，耗时较长。而中国专利申请号201010251520.1所述的实用新型需要利用高压水压，并需要加装大规模的储水和废水回收再利用装置，受当地煤矿环境以及井下灰尘、煤尘、粉尘等影响，不具备很好的推广性。
【发明内容】
[0007]为了克服现有煤岩界面识别系统存在的不足，本实用新型公开了一种基于图像频域特征提取及分类识别的煤岩分界系统，该系统受光照等影响小，能够快速、自动地识别出当前煤、岩石对象是煤或是岩石，为识别采煤工作面煤层与顶底板岩层界面提供了可靠的煤岩识别信息，而且无需采用传感器进行识别，降低了人力、物力的浪费，用以解决由于现有的煤岩界面识别系统采用传感器进行识别，而传感器容易损坏，且不同的采煤区需要不同的传感器，浪费人力、物力的问题。
[0008]本实用新型采取的技术方案是:一种基于图像频域特征提取及分类识别的煤岩分界系统，所述的煤岩分界系统包括图像采集装置、特征提取装置、图像分类识别装置、存储器和控制电路，所述图像采集装置的信号输出端连接存储器的输入端口，所述存储器的输出端口连接特征提取装置，所述特征提取装置的输出端口连接图像分类识别装置，所述的控制电路控制连接图像采集装置、特征提取装置、图像分类识别装置和存储器，所述的图像采集装置包括照明灯和摄像机；所述的煤岩分界系统还包括防爆外壳，所述的防爆外壳上镶嵌有高透的视窗，所述摄像机的摄像头对准高透的视窗。
[0009]所述的照明灯由多组LED阵列加装漫反射板组成，所述的多组LED阵列均匀对称的布置在半球面上。
[0010]所述的摄像机是一个配备电荷耦合器件的网络人摄像机。
[0011 ] 所述的特征提取装置包括光电转换电路和低通滤波器。
[0012]所述的煤岩分界系统还包括显示装置，所述显示装置的信号输入端口连接图像识别设备的信号输出端口。
[0013]所述的煤岩分界系统还包括用于对摄像机的摄像头进行清洗的摄像头清洗装置，所述的摄像头清洗装置包括操作杆，所述操作杆的一端设置微型吸尘机，所述操作杆的另一端设置电源和开关。
[0014]所述的操作杆为电动伸缩杆。
[0015]本实用新型的有益效果在于:
[0016]1，本实用新型的煤岩分界系统通过采集煤岩图像进行煤岩分界，不需要传感器的参与，避免了在不同的煤矿产区安装不同的传感器，人工干预少，节省了人力，而且，不会因为传感器的故障或者失灵不断更换传感器，大大节省了成本。
[0017]2，本实用新型的煤岩分界系统成本低、适用于复杂环境下煤岩图像的自动分类识另IJ，可有效提高图像的分类精度和效率，为操作者提供准确可靠的煤岩界面信息以便及时调整采煤机滚筒高度。
[0018]3，由于煤矿的环境质量较差，有很多的灰尘、煤尘、粉尘等，在图像采集的过程中，摄像头很容易被污染，使得摄像机无法采集到清晰的图像，因此，本实用新型设置摄像头清洗装置，可以对摄像头进行清洗，提高识别的准确性。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细描述。
[0020]图1为依据本实用新型的一个系统组成框图；
[0021]图2是本实用新型所述煤岩界面识别系统的工作原理框图；
[0022]图3为本发明所述煤岩识别方法的基本流程。
[0023]图中，1.岩层，2.煤层，3.米煤机滚筒，4.煤岩截割面，5.摄像机，6.照明灯，7.分控制电路，8.防爆外壳，9.视窗，10.总控制电路。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图和实施例对本实用新型进行进一步详细的说明。
[0025]如图1所示，本实用新型所述的煤岩分界系统包括图像采集装置、特征提取装置、图像分类识别装置、存储器、显示装置和控制电路，所述图像采集装置的信号输出端连接存储器的输入端口，所述存储器的输出端口连接特征提取装置，所述特征提取装置的输出端口连接图像分类识别装置，所述图像分类识别装置的输出端口连接显示装置，所述的控制电路控制连接图像采集装置、特征提取装置、图像分