【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及煤矿粉尘监测控制，具体为露天煤矿粉尘安全监测预警方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
1、煤棚内的粉尘，不仅会降低设备使用寿命，还会影响到矿工身体健康，且高浓度粉尘遇高温或明火后会产生爆炸，危害井下作业人员的生命安全，造成巨大损失。因此实时掌握煤矿内不同区域的粉尘浓度，可以及时发现危险情况，并提前采取措施，避免爆炸事故的发生。
2、然而，煤棚内通常空间较大且通风情况复杂，空气流动不稳定，这会导致粉尘分布不均匀，使得监测点所获取的数据难以准确代表整个煤棚内的粉尘状况，导致计算得到的安全系数准确度较差，安全预警效果差。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种露天煤矿粉尘安全监测预警方法、系统、设备和存储介质。
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种露天煤矿粉尘安全监测预警方法，包括如下操作：
4、s1、实时获取露天煤矿的煤棚中若干个监测点的粉尘浓度；若存在监测点的粉尘浓度不低于第二粉尘浓度阈值，进行粉尘危险报警；若存在监测点的粉尘浓度介于第一粉尘浓度阈值和第二粉尘浓度阈值之间，执行s2；第一粉尘浓度阈值小于第二粉尘浓度阈值；
5、s2、获取煤棚内若干个鱼眼图像，分别经矫正后进行拼接，得到煤棚整体区域图；基于煤棚整体区域图中的像素分布信息，得到若干个粉尘区域；基于若干个粉尘区域内像素分布信息，以及相应监测点的粉尘浓度，得到若干个粉尘区域的粉尘浓度均值；基于若干个粉尘区域的粉尘浓度均值，以及对应区域的粉尘浓度
6、s3、判断粉尘危险值是否超过粉尘危险值阈值；若介于第一粉尘危险值阈值与第二粉尘危险值阈值之间，基于粉尘危险值和监测点温度，以及煤棚内煤堆温度，得到粉尘危险精值；判断粉尘危险精值是否超过第二粉尘危险值阈值；若超过，进行粉尘危险报警；若不低于第二粉尘危险值阈值，进行粉尘危险报警；第一粉尘危险值阈值小于第二粉尘危险值阈值。
7、s2中，得到煤棚整体区域图的操作具体为：基于标定板在鱼眼图像中的实际像素坐标和真实世界坐标，得到内参数和畸变系数；基于内参数和畸变系数，分别对若干个鱼眼图像进行矫正处理，得到若干个鱼眼矫正图像；获取每个鱼眼矫正图像中每个特征点的梯度特征向量，基于特征点的梯度特征向量，搜索相邻鱼眼矫正图像之间的匹配点，并计算变换矩阵；基于变换矩阵，通过将相邻鱼眼矫正图像进行像素映射实现拼接，得到煤棚整体区域图。
8、特征点为，鱼眼矫正图像在经不同尺度下高斯模糊处理后，像素均为极值的的像素点；梯度特征向量为，以特征点为中心的邻域范围内，所有子区域的像素梯度方向直方图对应向量经拼接后得到的总向量。
9、搜索相邻鱼眼矫正图像之间的匹配点的操作具体为：基于梯度特征向量，获取当前鱼眼矫正图像中，当前特征点与下一张鱼眼矫正图像中所有特征点的相似性度量，将相似性度量最小值对应的特征点，作为当前特征点的最近邻特征点；将相似性度量第二小对应的特征点，作为当前特征点的次近邻特征点；若当前特征点与最近邻特征点的相似性度量，和当前特征点与次近邻特征点的相似性度量的比值小于比值阈值，则最近邻特征点为当前特征点的匹配点；以此类推，获得在下一张鱼眼矫正图像中，当前鱼眼矫正图像所有特征点对应的匹配点。
10、s1中，还包括获取粉尘浓度均超过第一粉尘浓度阈值的监测点，在历史邻域时间内的粉尘浓度增加值；若粉尘浓度增加值超过粉尘浓度增加阈值，进行粉尘危险报警。
11、s2中，还包括识别煤棚整体区域图中的事件，并分配事件危险值，所有事件的事件危险值经聚合计算，得到事件总危险值；事件总危险值与粉尘危险值经加权处理，得到优化危险值，用于执行s3中的操作。
12、监测点的粉尘浓度是通过在监测点处设置悬挂式激光粉尘传感器测量得到的；监测点的温度是通过在监测点处设置悬挂式温度传感器测量得到的；煤堆温度是通过在煤堆内插入的光纤温度传感器测量得到的。
13、一种露天煤矿粉尘安全监测预警系统，用于实现上述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，包括：
14、激光粉尘传感器，用于获取监测点的粉尘浓度；
15、鱼眼摄像头，用于获取煤棚内鱼眼图像；
16、控制模块，包括监测点粉尘浓度判断模块、图像分析模块和粉尘危险值判断模块；
17、粉尘浓度判断模块用于判断若干个监测点的粉尘浓度是否超过粉尘浓度阈值；若存在监测点的粉尘浓度不低于第二粉尘浓度阈值，发送信号给报警模块；若存在监测点的粉尘浓度介于第一粉尘浓度阈值和第二粉尘浓度阈值之间，发送信号给图像分析模块；
18、图像分析模块用于获取煤棚内若干个鱼眼图像，分别经矫正后进行拼接，得到煤棚整体区域图；基于煤棚整体区域图中的像素分布信息，得到若干个粉尘区域；基于若干个粉尘区域内像素分布信息，以及相应监测点的粉尘浓度，得到若干个粉尘区域的粉尘浓度均值；基于若干个粉尘区域的粉尘浓度均值，以及对应区域的粉尘浓度安全值和粉尘浓度最大值，得到若干个粉尘区域的危险值；若干个粉尘区域的危险值，与对应区域权重进行相乘后进行相加，得到粉尘危险值，发送粉尘危险值至粉尘危险值判断模块；
19、粉尘危险值判断模块，用于判断粉尘危险值是否超过粉尘危险值阈值；若介于第一粉尘危险值阈值与第二粉尘危险值阈值之间，基于粉尘危险值和监测点温度，以及煤棚内煤堆温度，得到粉尘危险精值；判断粉尘危险精值是否超过第二粉尘危险值阈值；若超过，发送信号给报警模块；若不低于第二粉尘危险值阈值，发送信号给报警模块；第一粉尘危险值阈值小于第二粉尘危险值阈值；第一粉尘浓度阈值小于第二粉尘浓度阈值；
20、报警模块，用于粉尘危险报警。
21、一种露天煤矿粉尘安全监测预警设备，包括处理器和存储器，其中，处理器执行存储器中保存的计算机程序时实现上述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法。
22、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，计算机程序被处理器执行时实现上述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法。
23、本专利技术的有益效果在于：
24、本专利技术提供的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，先获取若干个监测点的粉尘浓度，然后根据监测点的粉尘浓度与粉尘浓度阈值的大小对比情况，选择是否执行图像结合来进一步分析煤棚内粉尘安全情况，这样可以在提高安全监测准确度的基础上，合理分配资源，减小计算资源和时间；在执行图像结合分析的过程中，利用视角范围广的若干个鱼眼图像，形成避免出现视野盲区的煤棚整体区域图，接着基于图像像素信息获取各个粉尘区域的粉尘浓度值，进而获取不同粉尘区域的危险值，将不同粉尘区域的危险值进行加权求和，得到综合性的、更能够准确反映煤棚安全特性的粉尘危险值；紧接着根据粉尘危险值与粉尘危险值阈值的大小对比关系，决定继续监测或报警，或结合监测点和煤堆的温度进行更进一步的粉尘危险值精细化，本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述S2中，得到煤棚整体区域图的操作具体为：
3.根据权利要求2所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，搜索相邻鱼眼矫正图像之间的匹配点的操作具体为：
5.根据权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述S1中，还包括获取粉尘浓度均超过第一粉尘浓度阈值的监测点，在历史邻域时间内的粉尘浓度增加值；若粉尘浓度增加值超过粉尘浓度增加阈值，进行粉尘危险报警。
6.权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述S2中，还包括识别煤棚整体区域图中的事件，并分配事件危险值，所有事件的事件危险值经聚合计算，得到事件总危险值；事件总危险值与粉尘危险值经加权处理，得到优化危险值，用于执行S3中的操作。
7.权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，监测点的粉尘浓度是通过在监测
8.一种露天煤矿粉尘安全监测预警系统，用于实现权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，包括：
9.一种露天煤矿粉尘安全监测预警设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法。
...【技术特征摘要】
1.一种露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述s2中，得到煤棚整体区域图的操作具体为：
3.根据权利要求2所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，
4.根据权利要求2所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，搜索相邻鱼眼矫正图像之间的匹配点的操作具体为：
5.根据权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述s1中，还包括获取粉尘浓度均超过第一粉尘浓度阈值的监测点，在历史邻域时间内的粉尘浓度增加值；若粉尘浓度增加值超过粉尘浓度增加阈值，进行粉尘危险报警。
6.权利要求1所述的露天煤矿粉尘安全监测预警方法，其特征在于，所述s2中，还包括识别煤棚整体区域图中的事件，并分配事件危险值，所有事件的事件危险值经聚合计算，得到事件总危险值；事件总...
【专利技术属性】
技术研发人员：王学奎，王刚，吕朋洋，张荣文，宋成祥，
申请(专利权)人：山东光安智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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