基于圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種礦用激光指向儀與視頻導(dǎo)航靶配套裝置、密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱、數(shù)據(jù)與圖像監(jiān)控主機(jī)以及通訊網(wǎng)絡(luò)組成的圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過觀測(cè)圖像與采集傳感器的數(shù)據(jù)，使操作人員能夠準(zhǔn)確掌握設(shè)備工況，通過遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作作業(yè)。解決了現(xiàn)有連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程遙控工作過程中存在的激光導(dǎo)航光斑目測(cè)無(wú)法看清、機(jī)身姿態(tài)無(wú)法觀測(cè)的問題。
【專利說明】基于圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及采煤機(jī)領(lǐng)域，特別涉及一種煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制的系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在煤礦巷道掘進(jìn)工作過程中，連采機(jī)司機(jī)通過觀測(cè)攝像機(jī)提供的視頻圖像和設(shè)備機(jī)身安裝的傳感器提供的檢測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)對(duì)連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制，通過圖像觀測(cè)激光導(dǎo)航靶的位置、機(jī)身的俯仰角和翻滾角，進(jìn)而判斷設(shè)備的姿態(tài)；通過傳感器數(shù)據(jù)檢測(cè)截割臂的角度和掏槽的深度；在控制臺(tái)通過有線或無(wú)線數(shù)據(jù)通訊的方式遠(yuǎn)程控制連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，是一種通過圖像觀測(cè)與數(shù)據(jù)檢測(cè)相結(jié)合的方式，在提供相關(guān)信息的基礎(chǔ)上，操作司機(jī)遠(yuǎn)程控制連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行作業(yè)的控制系統(tǒng)或方法。
[0003]隨著煤炭開采技術(shù)的發(fā)展，要求實(shí)現(xiàn)掘進(jìn)工作面遠(yuǎn)程遙控的需求越來越迫切，使連采機(jī)司機(jī)可以遠(yuǎn)程遙控連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的作業(yè)。但是連采機(jī)的前進(jìn)方向需要通過激光導(dǎo)航來定位，目前只能依靠連采機(jī)司機(jī)現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)激光照在前方煤壁上的光斑來控制采煤機(jī)的前進(jìn)方向，由于作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)粉塵和水霧的影響，能見度很低，遠(yuǎn)距離目測(cè)很難觀看到激光照在煤壁上的光斑的準(zhǔn)確位置。連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)司機(jī)通過現(xiàn)場(chǎng)觀察來調(diào)節(jié)截割滾筒高低和與左右煤壁相對(duì)位置，控制巷道的寬度與高度，所以操作司機(jī)不能遠(yuǎn)離設(shè)備。只有連采機(jī)司機(jī)能夠在遠(yuǎn)程操作臺(tái)上清晰的觀看到激光照射的光斑并準(zhǔn)確檢測(cè)連采機(jī)與巷道的相對(duì)位置、檢測(cè)截割臂的角度和掏槽的深度、機(jī)身的姿態(tài)，并在遠(yuǎn)程人機(jī)界面得到實(shí)時(shí)顯示，才能實(shí)現(xiàn)連采機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)。
[0004]清晰的視頻圖像監(jiān)控與準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)相結(jié)合對(duì)實(shí)現(xiàn)連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程遙控非常重要，因?yàn)椴僮魉緳C(jī)需要通過這二者的結(jié)合來完成現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)。受地質(zhì)賦存條件的影響，煤層會(huì)出現(xiàn)上下起伏變化，連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)在前進(jìn)的過程中要保持巷道走向沿著煤層的底部向前推進(jìn)，巷道向前推進(jìn)的方向要求盡量的與指定的方向一致，巷道斷面的寬度和高度要求保持一致。這就需要通過通訊網(wǎng)絡(luò)將這些檢測(cè)數(shù)據(jù)與視頻圖像實(shí)時(shí)顯示在遠(yuǎn)程的人機(jī)界面上，使操作人員遠(yuǎn)離現(xiàn)場(chǎng)，司機(jī)觀測(cè)顯示數(shù)據(jù)與圖像通過遙控器控制設(shè)備的動(dòng)作，調(diào)整設(shè)備的姿態(tài)，完成遠(yuǎn)程遙控作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明為了解決現(xiàn)有連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程遙控工作過程中存在的激光導(dǎo)航光斑目測(cè)無(wú)法看清、機(jī)身姿態(tài)無(wú)法觀測(cè)的問題，提供一種礦用激光指向儀與視頻導(dǎo)航靶配套裝置、密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱、數(shù)據(jù)與圖像監(jiān)控主機(jī)以及通訊網(wǎng)絡(luò)組成的圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)，通過觀測(cè)圖像與采集傳感器的數(shù)據(jù)，使操作人員能夠準(zhǔn)確掌握設(shè)備工況，通過遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程操作作業(yè)。
[0006]本發(fā)明提出了一種視頻導(dǎo)航靶，所述視頻導(dǎo)航靶包括激光指向儀(2)、攝像儀
(23)、防塵罩(24)、激光靶(25);攝像儀(23)安裝于防塵罩(24)內(nèi)部，以保持?jǐn)z像儀鏡頭的清潔；激光靶采用具有透光特性的材料，以便將激光指向儀(2)射出的激光線在激光靶的背面形成清晰的光斑，激光靶上要求有刻度；攝像儀正對(duì)著激光靶的背面，用于將激光靶
(25)上的光斑位置與刻度的圖像信息通過無(wú)線通訊發(fā)射和接收基站(10)傳輸?shù)胶笈_(tái)的操作員站(9);采用攝像儀觀測(cè)激光指向儀在激光靶上照射出的光斑，以識(shí)別設(shè)備所在的位置與目標(biāo)位置的偏移情況。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，將攝像儀放置在防塵罩內(nèi)，以保持鏡頭的清潔，攝像儀觀測(cè)激光靶的背面，觀測(cè)光斑透過激光靶后的圖像信息，激光靶采用具有透光特性的材料制成，激光指向儀射出的光斑可以是點(diǎn)狀的、一字線的或十字線的形狀。
[0008]本發(fā)明還提出了一種煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，能夠提供安裝視頻導(dǎo)航靶位置，用于安裝上述的視頻導(dǎo)航靶；能夠提供視頻導(dǎo)航靶工作所需的電源，視頻導(dǎo)航靶的安裝位置與礦用激光指向儀中間沒有遮擋物。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，當(dāng)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)，攝像儀實(shí)時(shí)地采集視頻導(dǎo)航靶上的圖像信號(hào)，并通過無(wú)線基站將圖像信號(hào)發(fā)送給操作員站，通過操作員站中的視頻終端13顯示出來。操作員根據(jù)顯示出的視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，并根據(jù)視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，不斷控制煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)方向。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，能夠提供安裝視頻水平儀觀測(cè)箱位置，能夠提供視頻導(dǎo)航靶工作所需的電源；具有通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的傳輸；具有遠(yuǎn)程控制的功能，能夠接受遠(yuǎn)程控制指令，通訊中斷之后具有安全停機(jī)保護(hù)的功能。
[0011]本發(fā)明還提出了一種基于圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)，包括上述任一煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)。還包括一操作員站，使得操作員可遠(yuǎn)程觀測(cè)連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的圖像和數(shù)據(jù)，通過操作指令實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制；可以將采集到的圖像信號(hào)顯示在視頻終端上，使操作人員在操作員站通過屏幕圖像信號(hào)看清煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的姿態(tài)和激光指向儀的指示位置，并通過控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，基于圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)中設(shè)置有一密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱，所述密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置有水平儀、攝像機(jī)；攝像機(jī)鏡頭對(duì)著水平儀，用于觀測(cè)水平儀的偏移角度，以識(shí)別設(shè)備傾斜情況；將攝像儀和水平儀放置在同一個(gè)防塵罩內(nèi)，用于防止煤塵和水霧對(duì)攝像機(jī)鏡面的影響。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，在密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置兩個(gè)水平儀垂直安裝，一個(gè)與設(shè)備前后方向軸線平行，一個(gè)與設(shè)備左右方向軸線平行，分別用于觀測(cè)設(shè)備的俯仰角和翻滾角。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明使操作員可以遠(yuǎn)程獲得激光光斑位置與設(shè)備姿態(tài)清晰的圖像，減少了煤塵和水霧對(duì)攝像機(jī)的影響，解決了完全依賴人工現(xiàn)場(chǎng)目測(cè)的方式，為操作員遠(yuǎn)程控制提供了條件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]結(jié)合隨后的附圖，從下面的詳細(xì)說明中可顯而易見的得出本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)。在附圖中: 圖1示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的快速掘錨機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)圖；
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例視頻導(dǎo)航靶示意圖；
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的激光靶上的光斑示意圖；
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的視頻導(dǎo)航靶工作示意圖；
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，在連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)身上安裝視頻導(dǎo)航靶和密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱，在巷道中安裝礦用激光指向儀使激光線指向巷道掘進(jìn)的方向，視頻導(dǎo)航靶的激光靶面與礦用激光指向儀相對(duì)，中間不要有遮擋物，使激光光斑正好落在有刻度的激光靶的靶面上，激光靶采用半透光的材料，這樣在激光靶的背面就形成激光光斑，光斑的亮度和所選材料透光性能有關(guān)，可以采用毛玻璃、薄的膠木板等，通過攝像機(jī)觀測(cè)激光光斑在靶面上的位置，形成清晰的視頻圖像，將圖像信息通過有線或無(wú)線的通訊方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端操作員觀測(cè)的顯示屏上，判斷連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)是否在規(guī)定的作業(yè)范圍之內(nèi)。操作員通過遠(yuǎn)程遙控器調(diào)整連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的位置使光斑一直處在激光靶的中間位置。這樣就可以使掘進(jìn)的巷道與激光指向儀的方向一致。同時(shí)為了適應(yīng)巷道起伏變化的需要，可以采用一字線或十字線激光，使垂直方向的激光光斑一直在激光靶上，避免由于設(shè)備起伏變化，使點(diǎn)狀激光光斑超超激光靶的上邊沿或下邊沿的范圍，減小激光靶的設(shè)計(jì)高度。密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱固定在連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)身上，安裝底座上設(shè)有調(diào)節(jié)裝置，使水平儀能夠反映設(shè)備的俯仰角和翻滾角，水平儀顯示的數(shù)據(jù)與設(shè)備姿態(tài)相一致。將攝像機(jī)和水平儀安裝在一個(gè)密閉的箱體內(nèi)，使攝像機(jī)到被觀測(cè)點(diǎn)之間沒有水霧與煤塵對(duì)攝像機(jī)成像造成影響，可以獲得清晰的圖像。將實(shí)時(shí)監(jiān)控的清晰視頻圖像通過通信基站傳送到操作員站的視頻終端上。
[0018]本發(fā)明具體采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):一種礦用激光指向儀與視頻導(dǎo)航靶配套裝置，改變?cè)瓉砑す庵赶騼x的光斑照射在煤壁上，操作司機(jī)目測(cè)煤壁上光斑的位置指導(dǎo)作業(yè)的方式，調(diào)整為激光指向儀的光斑照射在連采機(jī)或快速掘錨機(jī)機(jī)身上安裝的視頻導(dǎo)航靶上，通過對(duì)激光光斑的過濾，再配以適合的照度，使光斑在導(dǎo)航靶上的位置與亮度適合攝像機(jī)的觀測(cè)，形成清晰的視頻圖像，將圖像信息通過有線或無(wú)線的通訊方式傳輸?shù)竭h(yuǎn)端操作司機(jī)觀測(cè)的顯示屏上，通過觀測(cè)顯示屏的視頻圖像信號(hào)指導(dǎo)作業(yè)，所述煤礦連采機(jī)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)包括:巷道I (圖1中的煤壁I/圖4中的煤壁5)、礦用激光指向儀2、視頻導(dǎo)航靶3、激光線4、煤壁截割滾筒5、快速掘錨機(jī)6、搖臂角度傳感器7、掏槽深度傳感器8、操作員站
9、通訊基站10、電源供電模塊11、密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱12、視頻終端13、數(shù)據(jù)終端14、視頻服務(wù)器15、數(shù)據(jù)采集箱16、控制箱17、交換機(jī)18、液壓電動(dòng)機(jī)19、截煤電動(dòng)機(jī)20、搖臂角度電磁閥21、掏槽深度電磁閥22。其中視頻導(dǎo)航靶3內(nèi)部安裝有攝像儀23，殼體為防塵罩24、前面安裝帶有刻度的激光靶25。密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱12和攝像儀23，通過通訊基站將攝像機(jī)拍攝的圖像信號(hào)傳輸?shù)讲僮髋_(tái)的視頻終端，將傳感器采集的數(shù)據(jù)信號(hào)傳輸?shù)讲僮髋_(tái)的數(shù)據(jù)終端，將操作人員發(fā)出的遠(yuǎn)程控制指令傳送到電動(dòng)機(jī)和電磁閥執(zhí)行機(jī)構(gòu)。
[0019]當(dāng)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)，攝像儀實(shí)時(shí)地采集視頻導(dǎo)航靶上的圖像信號(hào)，并通過無(wú)線基站將圖像信號(hào)發(fā)送給操作員站，通過操作員站中的視頻終端13顯示出來。操作員根據(jù)顯示出的視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，并根據(jù)視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，不斷控制煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)方向。
[0020]本發(fā)明還提供了一種密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱，采用攝像機(jī)觀測(cè)水平儀的偏移角度，識(shí)別設(shè)備傾斜情況。將攝像儀和水平儀放置在同一個(gè)防塵罩內(nèi)，可以有效防止煤塵和水霧對(duì)攝像機(jī)鏡面的影響，水平儀安裝能夠代表設(shè)備的傾斜變化狀態(tài)，可以設(shè)置一個(gè)水平儀也可以設(shè)置兩個(gè)水平儀，分別代表設(shè)備的俯仰角和翻滾角。
[0021]本發(fā)明還提供了一種礦用激光指向儀，激光線射出的光斑可以是點(diǎn)狀的、一字線的或十字線的形狀。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，激光指向儀的光斑可以是點(diǎn)狀的光斑，也可以是一字線或十字線，但是激光指向儀的指向激光線必須能夠準(zhǔn)確反映巷道的掘進(jìn)的方向，而且光斑能夠照射在視頻導(dǎo)航靶的激光靶上。
[0023]本發(fā)明還提供了一種連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，在所述連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)上安裝有如前面所述的視頻導(dǎo)航靶、密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱、通訊基站與傳感器，還可以接受遠(yuǎn)程操作員站的操作指令。
[0024]本發(fā)明還提供了一種操作員站，配置了無(wú)線基站、視頻監(jiān)控視頻終端與遠(yuǎn)程遙控操作鍵盤。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱將水平儀與攝像機(jī)安裝在一個(gè)密閉的箱內(nèi)，避免水霧和煤塵對(duì)攝像機(jī)鏡面的影響。
[0026]本發(fā)明還提供了一種獲得連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)與激光指向儀的激光線之間相對(duì)位置和設(shè)備姿態(tài)的方法，用于在水霧和煤塵環(huán)境中，操作員遠(yuǎn)程獲得礦用激光指向儀照在連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)上光斑位置的圖像和連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)上安裝的水平儀的圖像。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，視頻導(dǎo)航靶和密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置有攝像頭和無(wú)線通信基站，攝像頭用于采集激光導(dǎo)航儀的光斑的視頻圖像和水平儀的視頻圖像，無(wú)線通信基站用于實(shí)現(xiàn)攝像頭與操作員站之間的數(shù)據(jù)傳輸，視頻監(jiān)控裝置采用高可靠性的PowePC8548型嵌入式處理器，運(yùn)行Adroid操作系統(tǒng)，單機(jī)功耗僅8W，在操作系統(tǒng)中運(yùn)行Flash Media Server軟件，利用流媒體服務(wù)器技術(shù)對(duì)攝像頭獲取的視頻信息進(jìn)行壓縮和處理，最后通過無(wú)線通信基站上傳到操作員站的顯示屏。操作員站也設(shè)置有相應(yīng)的無(wú)線通信基站，用于與視頻導(dǎo)航靶和密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中的無(wú)線通信基站進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
[0028]在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述無(wú)線通信基站中設(shè)置有無(wú)線基站和視頻監(jiān)控視頻終端，無(wú)線基站用于實(shí)現(xiàn)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)與操作員站之間的數(shù)據(jù)傳輸，視頻監(jiān)控視頻終端用于顯示攝像頭上傳的視頻圖像，視頻監(jiān)控視頻終端通過基于Flash Media Server軟件所編制的程序?qū)@取的視頻圖像實(shí)時(shí)顯示在屏幕上，供操作人員觀測(cè)，視頻監(jiān)控視頻終端可以采用Microsoft公司的Win7操作系統(tǒng)，和22寸液晶顯示屏，可以由單人實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)攝像頭監(jiān)控圖像的同時(shí)監(jiān)控，操作員可以借助視頻圖像通過遙控器實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)遠(yuǎn)程控制作業(yè)。
[0029]上述系統(tǒng)在數(shù)據(jù)處理過程中，攝像儀采集的視頻圖像數(shù)據(jù)通過通信基站上傳至操作員站的視頻終端上。遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控視頻終端可以直接運(yùn)用Adobe公司的Flash MediaServer系列產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)視頻圖像的壓縮和處理，不用安裝專門的軟件，對(duì)視頻采集終端的設(shè)備性能要求低。
[0030]當(dāng)視頻導(dǎo)航靶和密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置的攝像頭對(duì)畫面進(jìn)行實(shí)時(shí)攝像時(shí)，通信基站將實(shí)時(shí)監(jiān)控的圖像信號(hào)實(shí)時(shí)的傳輸?shù)讲僮鲉T站的視頻終端上，操作員站的通信基站將所述圖像信號(hào)接收下來，并在顯示屏上顯示。視頻導(dǎo)航靶、密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱和操作員站之間可以采用有線或無(wú)線的方式進(jìn)行通信，采用無(wú)線通信時(shí)，可以采用wifi等通信協(xié)議進(jìn)行遠(yuǎn)程通信。也可以采用藍(lán)牙、WLAN等通信協(xié)議進(jìn)行通信。
[0031]在一個(gè)·具體實(shí)施例中，無(wú)線基站可以包括:一射頻模塊，用于將信道調(diào)制后的信號(hào)通過天線發(fā)射出去，或者將天線接收的信號(hào)傳送給信道調(diào)制解調(diào)器；一信道調(diào)制解調(diào)器，用于完成接收信號(hào)的解調(diào)或者發(fā)送信號(hào)的調(diào)制；一信道編碼/解碼模塊，用于對(duì)解調(diào)后的信號(hào)或者調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行信道解碼或者信道編碼；一數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊，用于對(duì)經(jīng)過信道解碼或者信道編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼或者數(shù)據(jù)編碼；一微處理器控制模塊，用于對(duì)信道調(diào)制解調(diào)模塊、信道編碼/解碼模塊、數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊、射頻模塊進(jìn)行控制。
[0032]當(dāng)射頻模塊接收到警報(bào)預(yù)警信息或其它消息時(shí)，首先經(jīng)過信道調(diào)制解調(diào)器對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，然后經(jīng)過信道編碼/解碼模塊進(jìn)行信道信號(hào)解碼，再經(jīng)過數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊對(duì)傳輸數(shù)據(jù)解碼；數(shù)據(jù)解碼后的信號(hào)可以通過顯示屏顯示出來。信道編碼/解碼模塊用來對(duì)線路信號(hào)進(jìn)行糾錯(cuò)編碼。信道編碼/解碼模塊的主控芯片可以采用EPM3128A，它的RXDO和TXDO與信道調(diào)制解調(diào)模塊的RS232 口連接，數(shù)據(jù)總線線與數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊和微處理器控制模塊并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)信道編碼/解碼模塊與數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊和微處理器控制模塊的數(shù)據(jù)交互。
[0033]信道編碼采用RS編碼方法，本發(fā)明比較了各種RS編碼方法，修正了其中的不足和錯(cuò)誤，采用了改進(jìn)的RS編解碼的方法。
[0034]對(duì)于(n, k) RS碼，信息多項(xiàng)式為m(x), a為一個(gè)本原兀素，RS碼生成多項(xiàng)式為: g (X) = (X 十 a) (x+a2) (x+a3)...(x+a2t)
r (X) = [xn_k.m (x) modg (x)]
編碼后的碼多項(xiàng)式為:
c (X) = xn_k.m (X) +r (x)
數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊3用來對(duì)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行加密或解密，其主控芯片采用單片機(jī)SM89C52及外圍電路元件構(gòu)成。單片機(jī)芯片SM89C52的LINK BUS總線與信道編碼/解碼模塊和微處理器控制模塊7的LINK BUS總線并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)與信道編碼/解碼模塊和微處理器控制模塊的數(shù)據(jù)交互。單片機(jī)芯片SM89C52的TXD_CTR、RXD_CTR與數(shù)據(jù)話音輸入/輸出控制單元的單片機(jī)SM89C51的RXl、TXl連接，用于傳輸語(yǔ)音數(shù)據(jù)信號(hào)。單片機(jī)SM89C52采用信息疊加偽隨機(jī)碼加密和解密。
[0035]在一個(gè)具體實(shí)施例中，本發(fā)明還提供了一種操作員站，配置了無(wú)線基站、視頻監(jiān)控視頻終端與遠(yuǎn)程遙控操作鍵盤。操作員站可以包括:一射頻模塊，用于將信道調(diào)制后的信號(hào)通過天線發(fā)射出去，或者將天線接收的信號(hào)傳送給信道調(diào)制解調(diào)器；一信道調(diào)制解調(diào)器，用于完成接收信號(hào)的解調(diào)或者發(fā)送信號(hào)的調(diào)制；一信道編碼/解碼模塊，用于對(duì)解調(diào)后的信號(hào)或者調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行信道解碼或者信道編碼；一數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊，用于對(duì)經(jīng)過信道解碼或者信道編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)解碼或者數(shù)據(jù)編碼；一微處理器控制模塊，用于對(duì)信道調(diào)制解調(diào)模塊、信道編碼/解碼模塊、數(shù)據(jù)編碼/解碼模塊、射頻模塊進(jìn)行控制。
[0036]雖然已在具體實(shí)施方案中描述了本發(fā)明的實(shí)施方案及其各種功能組件，但是應(yīng)當(dāng)理解，可以用硬件、軟件、固件、中間件或它們的組合來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的實(shí)施方案，并且本發(fā)明的實(shí)施方案可以用在多種系統(tǒng)、子系統(tǒng)、組件或其子組件中。本發(fā)明的每個(gè)實(shí)施例都可以與其它的實(shí)施例中的器件相互進(jìn)行組合，而不是孤立的、單一的實(shí)施例，所有實(shí)施例之間都可以相互融合而形成新的實(shí)施例或者不同的解決方案。本發(fā)明雖然采用了不同的實(shí)施例來解決相應(yīng)的技術(shù)問題，但是，這些不同的實(shí)施例并不是孤立的用于解決單個(gè)的技術(shù)問題，可以將這些不同的實(shí)施例組合起來共同解決礦用裝置中需要克服的技術(shù)難題，可將不同實(shí)施例中的裝置相互組合，以獲得良好的性能，使操作人員更好的完成礦井下的各項(xiàng)工作。
[0037]以上所述，僅為本發(fā)明專利較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明專利的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明專利揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明專利的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0038]此外，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說可顯而易見的得出其他優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，具有更廣方面的本發(fā)明并不局限于這里所示出的并且所描述的具體說明及示例性實(shí)施例。因此，在不脫離由隨后權(quán)利要求及其等價(jià)體所定義的一般發(fā)明構(gòu)思的精神和范圍的情況下，可對(duì)其做出各種修改。
【權(quán)利要求】
1.一種視頻導(dǎo)航靶，其特征在于: 所述視頻導(dǎo)航靶包括攝像儀(23 )、防塵罩(24 )、激光靶(25 ); 攝像儀(23)安裝于防塵罩(24)內(nèi)部，以保持?jǐn)z像儀鏡頭的清潔； 礦用激光指向儀(2)固定在與激光靶(25)垂直的地方，用于發(fā)出激光線(4)以確定方向； 激光靶采用具有透光特性的材料，以便將激光指向儀(2)射出的激光線在激光靶的背面形成清晰的光斑，激光靶上要求有刻度； 攝像儀對(duì)著激光靶的背面，用于將激光靶(25)上的光斑位置與刻度的圖像信息通過無(wú)線通訊發(fā)射和接收基站(10)傳輸?shù)胶笈_(tái)的操作員站(9); 采用攝像儀觀測(cè)激光 指向儀在激光靶上照射出的光斑，以識(shí)別設(shè)備所在的位置與目標(biāo)位置的偏移情況。
2.如權(quán)利要求1所述的視頻導(dǎo)航靶，其特征在于: 將攝像儀放置在防塵罩內(nèi)，以保持鏡頭的清潔，攝像儀觀測(cè)激光靶的背面，觀測(cè)光斑透過激光靶后的圖像信息，激光靶采用具有透光特性的材料制成，激光指向儀射出的光斑可以是點(diǎn)狀的、一字線的或十字線的形狀。
3.一種煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，其特征在于: 能夠提供安裝視頻導(dǎo)航靶的位置，安裝如權(quán)利要求1或2中所述的視頻導(dǎo)航靶； 能夠提供視頻導(dǎo)航靶工作所需的電源，視頻導(dǎo)航靶的安裝位置與礦用激光指向儀中間沒有遮擋物。
4.如權(quán)利要求3所述的煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，其特征在于: 當(dāng)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)工作時(shí)，攝像儀實(shí)時(shí)地采集視頻導(dǎo)航靶上的圖像信號(hào)，并通過無(wú)線基站將圖像信號(hào)發(fā)送給操作員站，通過操作員站中的視頻終端(13)顯示出來；操作員根據(jù)顯示出的視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的工作狀態(tài)進(jìn)行判斷，并根據(jù)視頻導(dǎo)航靶上的信號(hào)，不斷控制煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的前進(jìn)方向。
5.如權(quán)利要求3所述的煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，其特征在于: 能夠提供安裝視頻水平儀觀測(cè)箱位置，能夠提供視頻導(dǎo)航靶工作所需的電源； 具有通訊接口，可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和圖像的傳輸； 具有遠(yuǎn)程控制的功能，能夠接受遠(yuǎn)程控制指令，通訊中斷之后具有安全停機(jī)保護(hù)的功倉(cāng)泛。
6.一種基于圖像與數(shù)據(jù)相結(jié)合的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)，包括如權(quán)利要求3-5中任一煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)，其特征在于: 還包括一操作員站，使得操作員可遠(yuǎn)程觀測(cè)連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的圖像和數(shù)據(jù)，通過操作指令實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的遠(yuǎn)程控制； 可以將采集到的圖像信號(hào)顯示在視頻終端上，使操作人員在操作員站通過屏幕圖像信號(hào)看清煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的姿態(tài)和激光指向儀的指示位置，并通過控制指令實(shí)現(xiàn)對(duì)煤礦連采機(jī)或快速掘進(jìn)機(jī)的遠(yuǎn)程控制。
7.如權(quán)利要求6所述的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 一密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱，所述密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置有水平儀、攝像機(jī)；攝像機(jī)鏡頭對(duì)著水平儀，用于觀測(cè)水平儀的偏移角度，以識(shí)別設(shè)備傾斜情況； 將攝像儀和水平儀放置在同一個(gè)防塵罩內(nèi)，用于防止煤塵和水霧對(duì)攝像機(jī)鏡面的影響。
8.如權(quán)利要求7所述的煤礦連采機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于: 在密閉防塵式視頻水平儀觀測(cè)箱中設(shè)置兩個(gè)水平儀，分別用于觀測(cè)設(shè)備的俯仰角和翻滾角。·
【文檔編號(hào)】G01C15/00GK103438875SQ201310393960
【公開日】2013年12月11日 申請(qǐng)日期:2013年9月3日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月3日
【發(fā)明者】高波, 賈華忠, 胡建楠, 牛乃平, 郭凱, 崔世杰, 張志峰 申請(qǐng)人:山西科達(dá)自控股份有限公司