煤礦井下鉆桿運動目標的視頻監(jiān)測方法研究.pdf

1、在煤礦生產開采中，瓦斯災害的頻發(fā)威脅著煤礦井下工人的生命安全和煤炭的正常開采進度。因此，綜合治理瓦斯是降低瓦斯事故發(fā)生率的根本措施。目前，鉆孔抽放已成為井下狹窄工作面中瓦斯抽放的主要方式。隨著井下視頻監(jiān)控設施的布設，通過視頻監(jiān)控監(jiān)測鉆桿抽采機的運動狀態(tài)，雖然有效地提高了煤礦井下安全管理，但是由于長期的人工監(jiān)測，仍然存在很大的安全隱患。本文利用計算機視覺技術對煤礦井下鉆桿運動目標進行實時監(jiān)測，有效地對運動鉆桿目標進行穩(wěn)定地跟蹤，并準確記錄

2、鉆桿數量，降低了瓦斯災害的發(fā)生率，提高了煤礦安全監(jiān)管水平。
　　本文通過分析井下視頻圖像的特點，首先采用中值濾波對其進行降噪預處理，然后利用直方圖均衡化進行圖像增強，提高了井下視頻圖像的清晰度。經圖像預處理后，再對視頻圖像進行鉆桿目標檢測。在混合高斯模型的基礎上融入Canny算子，結合了Canny算子對邊緣信息處理效果好的特點，彌補了混合高斯模型對鉆桿目標邊緣信息提取不完全的缺陷，完整地提取出了鉆桿目標運動特征。在取得較好的目標檢

3、測效果之后，通過對Camshift算法的改進，將顏色特征與運動特征相結合的方式，重新計算出鉆桿目標的反向投影圖，有效地解決了由于井下光照分布不均引起的顏色相似干擾問題。在鉆桿目標跟蹤的過程中遇到目標被障礙物短暫全部遮擋時融入卡爾曼濾波，對鉆桿運動軌跡進行預測分析，有效地解決了鉆桿目標被遮擋的問題，提高了跟蹤的準確性和穩(wěn)定性。最后實現鉆桿計數。利用鉆桿目標區(qū)域在打鉆開始到結束時質心間的歐氏距離，繪制出一幅具有周期性的曲線圖，通過計算波峰的