基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法以及装置制造方法及图纸

本申请公开了一种基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法以及装置。其中方法包括：当采煤机的位置发生变化时，获取采煤机的当前位置；根据当前位置，确定采煤机的前滚筒前方待检测液压支架；获取第一摄像头的视频流，其中，第一摄像头用于对前方待检测液压支架的护帮板进行视频监控；根据第一摄像头的视频流和支架护帮板状态检测模型，感知前方待检测液压支架的护帮板当前状态；根据前方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制采煤机和前方待检测液压支架执行相应的操作动作。由此可以为煤矿智能无人开采系统提供液压支架状况的实时动态智能监测，彻底完全把煤矿工人从跟机液压支架控制过程中解放出来，助力煤矿智能化无人开采进程。能化无人开采进程。能化无人开采进程。

【技术实现步骤摘要】
基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法以及装置


[0001]本申请涉及煤矿开采行业领域，尤其涉及一种基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法以及跟机控制装置。

技术介绍

[0002]近年来，相关研究机构及煤矿研究提出采用自动化跟机生产模式。在这种模式下，整个生产过程中，通过支架控制器系统内部控制逻辑，结合相关传感器感知采煤机位置，电液控制系统自动控制采煤机前后支架完成相应的护帮板伸/收、立柱升/降，以及推溜拉架等动作。通过电液控制系统程序的自动化控制操作液压支架，一定程度地提高了生产过程的自动化程度。
[0003]但是，目前存在的问题是：由于针对液压支架的控制环节并未形成有效闭环，因此仍然需要支架操作工人跟随采煤机、人工检查核对支架动作是否完成，及到位情况，从而反馈给系统来补充构建闭环控制。在这种液压支架工作模式下，整个采煤过程一定程度上解放了液压支架操作工人的劳动强度，但是离减员增效，实现智能、安全、高效、绿色化无人开采目标仍然相距甚远。

技术实现思路

[0004]本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。
[0005]为此，本申请的第一个目的在于提出一种基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法。该方法。
[0006]本申请的第二个目的在于提出一种基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制装置。
[0007]为达到上述目的，本申请第一方面实施例提出的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法，包括：
[0008]当作业于综采工作面内的采煤机的位置发生变化时，获取所述采煤机的当前位置；
[0009]根据所述当前位置，确定所述采煤机的前滚筒前方待检测液压支架；
[0010]获取第一摄像头的视频流，其中，所述第一摄像头用于对所述前方待检测液压支架的护帮板进行视频监控；
[0011]根据所述第一摄像头的视频流和预先建立的液压支架护帮板状态检测模型，感知所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态；
[0012]根据所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述前方待检测液压支架执行相应的操作动作。
[0013]为达到上述目的，本申请第二方面实施例提出的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制装置，包括：
[0014]第一获取模块，用于在作业于所述综采工作面内的采煤机的位置发生变化时，获
取所述采煤机的当前位置；
[0015]第一确定模块，用于根据所述当前位置确定所述采煤机的前滚筒前方待检测液压支架；
[0016]第二获取模块，用于获取第一摄像头的视频流，其中，所述第一摄像头用于对所述前方待检测液压支架的护帮板进行视频监控；
[0017]第一感知模块，用于根据所述第一摄像头的视频流和预先建立的支架护帮板状态检测模型，感知所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态；
[0018]控制模块，用于根据所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述前方待检测液压支架执行相应的操作动作。
[0019]根据本申请实施例的技术方案，可基于煤壁视觉利用支架护帮板伸/收状态智能检测模型感知跟机过程中采煤机前后液压支架护帮板伸/收状态；然后根据感知结果自动判断决策采煤机前后滚筒附近液压支架护帮板状态应为收回状态或伸展支持状态；否则协同控制采煤机及液压支架执行相应调整动作操作。本申请具有智能感知，自动判断决策，自动控制运行的特点，为煤矿智能无人开采系统提供实时的有关液压支架状况的实时动态智能监测，彻底完全把煤矿工人从跟机液压支架控制过程中解放出来，助力煤矿智能化无人开采进程，从而实现智能、安全、高效、绿色化无人开采目标。
[0020]本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
[0021]本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0022]图1是根据本申请一个具体实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法的流程图。
[0023]图2是根据本申请又一个具体实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法的流程图。
[0024]图3是根据本申请另一个具体实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法的流程图。
[0025]图4是根据本申请又一个具体实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法的流程图。
[0026]图5是根据本申请一个实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制装置的结构框图。
[0027]图6是根据本申请又一个实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制装置的结构框图。
[0028]图7是根据本申请另一个实施例的基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制装置的结构框图。
具体实施方式
[0029]下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终
相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
[0030]首先，需要说明的是，在综采工作面煤炭开采过程中，需要采煤机与液压支架相互配合保证安全高效生产。目前，综采工作面生产过程中的液压支架工作模式主要有：一种是手动跟机生产模式，在该模式下，采煤机操作工负责控制采煤机，支架操作工跟随采煤机移动，通过支架控制器或者遥控器实时控制液压支架，完成相应支架护帮板伸/收、立柱升/降等动作。通常，在这种手动跟机生产模式下，至少需要2个支架工分布在采煤机前后滚筒前后，实时进行支架操控，一方面防止采煤机与液压支架发生碰撞安全事故，另一方面进行采煤机割煤后支架移架、伸护帮板等动作。显然，在这种手动跟机支架工作模式下，整个采煤过程完全依靠工人手动操控相应液压支架，这样生产过程中的潜在安全隐患风险较大，并且严重限制生产效率。
[0031]为了减员增效，推进煤矿井下综采工作面的智能化无人开采进程，近年来，相关研究机构及煤矿研究提出采用自动化跟机生产模式。在这种模式下，整个生产过程中，通过支架控制器系统内部控制逻辑，结合相关传感器感知采煤机位置，电液控制系统自动控制采煤机前后支架完成相应的护帮板伸/收、立柱升/降，以及推溜拉架等动作。通过电液控制系统程序的自动化控制操作液压支架，一定程度地提高了生产过程的自动化程度。但是，由于针对液压支架的控制环节并未形成有效闭环，因此仍然需要支架操作工人跟随采煤机、人工检查核对支架动作是否完成，及到位情况，从而反馈给系统来补充构建闭环控制。在这种液压支架工作模式下，整个采煤过程一定程度上解放了液压支架操作工人的劳动强度，但是离减员增效，实现智能、安全、高效、绿色化无人开采目标仍然相距甚远。
[0032]随着煤矿智能化无人开采生产系统构建进程的推进，目前液压支架自动跟机开环控制系统，由于严重依赖支架工的实时调整与维护，导致无法彻底将工人从综采工作面解放出来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视觉的综采工作面智能自主跟机控制方法，其特征在于，包括：当作业于综采工作面内采煤机的位置发生变化时，获取所述采煤机的当前位置；根据所述当前位置，确定所述采煤机的前滚筒前方待检测液压支架；获取第一摄像头的视频流，其中，所述第一摄像头用于对所述前方待检测液压支架的护帮板进行视频监控；根据所述第一摄像头的视频流和预先建立的液压支架护帮板状态检测模型，感知所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态；根据所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述前方待检测液压支架执行相应的操作动作。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述前方待检测液压支架执行相应的操作动作，包括：当所述前方待检测液压支架的护帮板当前状态为非收回状态时，控制所述采煤机执行减速和/或停机操作，并控制所述前方待检测液压支架执行护帮板收回动作。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述获取所述采煤机的当前位置之后，所述方法还包括：根据所述当前位置，确定所述采煤机的后滚筒后方待检测液压支架；获取第二摄像头的视频流，其中，所述第二摄像头用于所述后方待检测液压支架对进行视频监控；根据所述第二摄像头的视频流和所述支架护帮板状态检测模型，感知所述后方待检测液压支架的护帮板当前状态；根据所述后方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述后方待检测液压支架执行相应的操作动作。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述后方待检测液压支架的护帮板当前状态，协同控制所述采煤机和所述后方待检测液压支架执行相应的操作动作，包括：当所述后方待检测液压支架的护帮板当前状态为非伸出状态时，控制所述后方待检测液压支架执行护帮板伸出动作，并控制所述采煤机继续保持移动前进。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，在所述获取所述采煤机的当前位置之后，所述方法还包括：根据所述当前位置，确定所述采煤机的后滚筒后方待检测液压支架；获取第三摄像头的视频流，其中，所述第三摄像头用于对所述后方待检测液压支架的临近支架进行视频监控；根据所述第三摄像头的视频流和预先建立的支架错茬状况检测模型，感知所述后方待检测液压支架的顶梁是否有错茬状况；当感知所述后方待检测液压支架的顶梁有错茬状况时，控制所述后方待检测液压支架进行调整操作，以...

【专利技术属性】
技术研发人员：南柄飞，陈凯，王凯，李森，李首滨，郭志杰，张春雷，
申请(专利权)人：北京煤科天玛自动化科技有限公司，
类型：发明
国别省市：