一种基于目标检测的钻探深度统计方法及系统技术方案

本发明专利技术是关于一种基于目标检测的钻探深度统计方法及系统。该方法包括：将钻机的图像帧输入预先训练的目标检测模型，识别图像帧中钻机的堵头和钻杆尾部的坐标，得到第一识别结果；根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离；若图像帧与上一帧图像中堵头和钻杆尾部的像素距离之差大于预设阈值，则钻杆数量加1；根据已知的钻杆长度和钻杆数量计算钻探深度。本发明专利技术提供的方案，能够实现实时、高效、精准的钻探统计，具有针对性强，识别率高、泛化能力强等优点。相对传统方法，可以很大程度上提高钻探深度统计的实时性，提高统计精度，降低人力成本。此外，该方案无需对现有的钻机设备做硬件改动，降低改造成本。降低改造成本。降低改造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于目标检测的钻探深度统计方法及系统


[0001]本专利技术涉及人工智能及开采掘进领域，尤其涉及一种基于目标检测的钻探深度统计方法及系统。

技术介绍

[0002]随着人工智能技术与5G技术的发展，人工智能在能源领域的应用越来越广泛，我国是能源大国，能源开采安全是业界高度重视的问题。探放水作业是保障能源开采安全的重要手段，通过开发探放水钻探深度统计算法，提高统计精度、提升井下施工标准、降低人力成本，再提高安全的同时，有利于降低人力成本。
[0003]目前探放水钻探深度统计方法主要分为传统统计方法、外设辅助统计与前上杆式探放水统计方法。其中，传统统计方式，主要是通过井下工人人工计数、上报，再通过井上工人历史视频核验等方法完成探放水钻探深度统计，该方法存在工人误报、瞒报、统计耗费时间长，人工成本高等缺点。外设辅助类统计方法，主要通过调整钻机结构，安装传感器等方法实现探放水统计，但这类方法存在施工难度大，辅助设备安全认证不达标以及改造成本高等缺点。前上杆式探放水统计方法，通过统计探杆的有无状态的切换，实现钻杆统计，但是该方法适用于前上杆特征固定的场景，后上杆式钻机摄像机角度变化大，特征差距明显，该方式存在识别率不足等问题。

技术实现思路

[0004]为克服相关技术中存在的问题，本专利技术提供一种基于目标检测的钻探深度统计方法及系统。
[0005]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种基于目标检测的钻探深度统计方法，包括：
[0006]将钻机的图像帧输入预先训练的目标检测模型，识别所述图像帧中钻机的堵头和钻杆尾部的坐标，得到第一识别结果；
[0007]根据所述第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离；
[0008]若所述图像帧与上一帧图像中堵头和钻杆尾部的像素距离之差大于预设阈值，则钻杆数量加1；
[0009]根据已知的钻杆长度和所述钻杆数量计算钻探深度。
[0010]进一步，在根据第一识别结果确定堵头和钻杆尾部的像素距离之前，还包括：
[0011]计算所述图像帧之前预设数量的图像帧中钻机堵头坐标的平均值；
[0012]根据第一识别结果确定所述堵头和钻杆尾部的像素距离，具体包括：
[0013]根据所述钻机堵头坐标的平均值和钻杆尾部的坐标计算堵头和钻杆尾部的像素距离。
[0014]进一步，在根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离之前，还包括：
[0015]识别所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐
标，得到第二识别结果；
[0016]根据所述第二识别结果判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效；
[0017]若有效，则执行所述根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离的步骤，否则不执行。
[0018]进一步，所述根据所述第二识别结果判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效，具体包括：
[0019]根据所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐标，计算钻杆尾部和主机的运动向量；
[0020]根据钻杆尾部和主机的运动向量的夹角，判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效。
[0021]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种基于目标检测的钻探深度统计系统，包括：
[0022]对象识别模块，用于将钻机的图像帧输入预先训练的目标检测模型，识别所述图像帧中钻机的堵头和钻杆尾部的坐标，得到第一识别结果；
[0023]距离计算模块，用于根据所述第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离；
[0024]钻杆技术模块，用于若所述图像帧与上一帧图像中堵头和钻杆尾部的像素距离之差大于预设阈值，则钻杆数量加1；
[0025]深度计算模块，用于根据已知的钻杆长度和所述钻杆数量计算钻探深度。
[0026]进一步，该系统还包括：
[0027]堵头坐标计算模块，用于在所述距离计算模块根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离之前，计算所述图像帧之前预设数量的图像帧中钻机堵头坐标的平均值；
[0028]所述距离计算模块，具体用于：
[0029]根据所述钻机堵头坐标的平均值和钻杆尾部的坐标计算堵头和钻杆尾部的像素距离。
[0030]进一步，所述对象识别模块，还用于：
[0031]识别所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐标，得到第二识别结果；
[0032]所述系统还包括：
[0033]钻杆尾部坐标筛选模块，用于根据所述第二识别结果判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效；
[0034]所述距离计算模块，用于若所述钻杆尾部坐标筛选模块判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标有效，则根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离。
[0035]进一步，所述钻杆尾部坐标筛选模块，具体包括：
[0036]运动向量计算单元，用于根据所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐标，计算钻杆尾部和主机的运动向量；
[0037]夹角判断单元，用于根据钻杆尾部和主机的运动向量的夹角，判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效。
[0038]根据本专利技术实施例的第三方面，提供一种终端设备，包括：
[0039]处理器；以及
[0040]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。
[0041]根据本专利技术实施例的第四方面，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。
[0042]本专利技术的实施例提供的技术方案，通过现有摄像机采集探放水等钻探过程中钻机的图像，通过目标检测算法提取钻机关键设备特征信息，并结合后上杆施工动作规律，设计针对后上杆式钻机的钻探深度统计算法，实现实时、高效、精准的钻探统计，具有针对性强，识别率高、泛化能力强等优点。相对传统方法，可以很大程度上提高钻探深度统计的实时性，提高统计精度，降低人力成本。此外，该方案无需对现有的钻机设备做硬件改动，降低改造成本。
[0043]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，并不能限制本专利技术。
附图说明
[0044]通过结合附图对本专利技术示例性实施方式进行更详细的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本专利技术示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。
[0045]图1是根据本专利技术一示例性实施例示出的一种基于目标检测的钻探深度统计方法的流程示意图；
[0046]图2为yolov4框架；
[0047]图3为钻机特征点标注；
[0048]图4为摄像机安装示意图；
[0049]图5为探放水统计模型框架示意图；
[0050]图6是根据本专利技术一示例性实施例示出的一种计算设备的结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于目标检测的钻探深度统计方法，其特征在于，包括：将钻机的图像帧输入预先训练的目标检测模型，识别所述图像帧中钻机的堵头和钻杆尾部的坐标，得到第一识别结果；根据所述第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离；若所述图像帧与上一帧图像中堵头和钻杆尾部的像素距离之差大于预设阈值，则钻杆数量加1；根据已知的钻杆长度和所述钻杆数量计算钻探深度。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据第一识别结果确定堵头和钻杆尾部的像素距离之前，还包括：计算所述图像帧之前预设数量的图像帧中钻机堵头坐标的平均值；根据第一识别结果确定所述堵头和钻杆尾部的像素距离，具体包括：根据所述钻机堵头坐标的平均值和钻杆尾部的坐标计算堵头和钻杆尾部的像素距离。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离之前，还包括：识别所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐标，得到第二识别结果；根据所述第二识别结果判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效；若有效，则执行所述根据第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离的步骤，否则不执行。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二识别结果判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效，具体包括：根据所述图像帧以及之前相隔预设帧数的图像帧中钻机的钻杆尾部和主机的坐标，计算钻杆尾部和主机的运动向量；根据钻杆尾部和主机的运动向量的夹角，判断所述第一识别结果中的钻杆尾部的坐标是否有效。5.一种基于目标检测的钻探深度统计系统，其特征在于，包括：对象识别模块，用于将钻机的图像帧输入预先训练的目标检测模型，识别所述图像帧中钻机的堵头和钻杆尾部的坐标，得到第一识别结果；距离计算模块，用于根据所述第一识别结果计算堵头和钻杆尾部的像素距离；钻杆技术模块，用于若所述图像...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘志，朱晓宁，
申请(专利权)人：精英数智科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：