类识别装置、显示装置和存储器，用于控制和管理图像采集装置、特征提取装置、图像分类识别装置和存储器。
[0026]所述的图像采集装置包括照明灯和摄像机，所述照明灯由多组LED阵列加装漫反射板组成，并均匀对称的布置在半球面上，组成一个高亮度环形白光照明灯，其中，LED阵列点亮的数量由控制电路进行控制，为采集煤岩图像提供合适的照明。所述的摄像机为一个配备电荷耦合器件的网络人摄像机，具有自动调焦和自动调节曝光功能，用于采集煤岩图像，其采集动作由控制电路触发控制。
[0027]所述的特征提取装置主要包括光电转换电路和低通滤波器，光电转换电路根据光电转换原理，将图像采集装置采集到的二维亮度煤岩图像转化一维频率信号，并利用低通滤波器将高频信号过滤掉，留下少量的低通信号，作为相应的频域特征值，构造频域特征向量，并将提取到的频域特征值发送给图像分类识别装置。
[0028]所述的图像分类识别装置用于根据特征提取装置提取的频域特征值，识别煤矿井下采煤工作面煤层和顶底板岩层的分界位置，并根据所述的分界位置调节采煤机滚筒位置。
[0029]为了满足煤矿井下的防爆要求，本实用新型设置有防爆外壳，所述的防爆外壳上镶嵌有高透光的视窗，所述的摄像机通过该视窗进行图像采集作业。
[0030]如图2所示，在采煤工作面，采煤机滚筒3截割由岩层I与煤层2构成的煤壁，摄像机5设置在防爆外壳8内，并在防爆外壳上镶嵌高透的视窗9，摄像机8透过视窗9实时采集岩层1，煤层2以及滚筒截割过的煤岩割截面4的图像，控制电路7通过通信接口与总控制电路10通信，接收采煤机的控制指令，根据指令控制摄像机的工作。
[0031]如图3所示，本实用新型的工作过程为:首先通过摄像机采集采煤工作面煤岩图像，然后通过光电转换装置和低通滤波器来提取煤岩图像的频域特征信息，通过图像分类识别装置来识别煤矿井下采煤工作面煤层和顶底板岩层的分界位置，操作员通过显示装置来得到相关数据，依据所得数据来调节采煤机滚筒位置。
[0032]具体包括如下步骤:
[0033]A.首先通过摄像机采集采煤工作面煤岩图像
[0034]首先需要通过图像采集装置的摄像机来采集在不同光照条件下的煤和岩，以及煤岩界面图像。
[0035]B.提取图像特征信息
[0036]将采集的煤，岩以及煤岩界面图像通过特征提取装置来提取煤岩图像的低频域特征信息。
[0037]C.测试图像分类识别装置的分类精度，并调整相应的分类参数
[0038]调整图像分类识别装置的参数设置，使得图像分类识别装置达到所需要的分类精度。
[0039]D.识别煤岩分界位置，调节采煤机滚筒位置
[0040]在显示装置上显示煤矿井下采煤工作面煤层和顶底板岩层的分界位置，操作者通过显示装置显示的煤岩分界位置来调节采煤机滚筒位置。
[0041]本实用新型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，摄像头清洗装置应包括操作杆，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。当工作一段时间后，可通过摄像头清洗装置对摄像机的摄像头进行清洗，避免灰尘污染摄像头，造成图像采集不清晰，影响识别结果的准确性。
[0042]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。
【主权项】
1.一种基于图像频域特征提取及分类识别的煤岩分界系统，其特征在于: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。
2.根据权利要求1所述的煤岩分界系统，其特征在于，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。
3.根据权利要求1所述的煤岩分界系统，其特征在于，所述的摄像机是一个配备电荷耦合器件的网络人摄像机。
4.根据权利要求1所述的煤岩分界系统，其特征在于，所述的特征提取装置包括光电转换电路和低通滤波器。
5.根据权利要求1所述的煤岩分界系统，其特征在于，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。
6.根据权利要求3所述的煤岩分界系统，其特征在于，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。
7.根据权利要求6所述的煤岩分界系统，其特征在于，所述的操作杆为电动伸缩杆。
【专利摘要】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，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。本实用新型进行煤岩识别时，人工干预少、成本低、适用于复杂环境下煤岩图像的自动分类识别，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。
【IPC分类】G06K9-00, G06K9-46
【公开号】CN204331743
【申请号】CN201420674241
【发明人】孙继平, 刘剑桥
【申请人】中国矿业大学(北京)
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年11月13日