一種基于圖像lbp變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種基于圖像LBP變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)，是一種用于識(shí)別煤礦井下采煤工作面煤層和頂?shù)装鍘r層，屬于圖像處理與模式識(shí)別領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)煤炭資源分布地域遼闊，煤層賦存條件復(fù)雜。由于煤層厚度變化、斷層等地質(zhì)條件限制，使得煤層的開(kāi)采工作布置相對(duì)困難。為實(shí)現(xiàn)煤炭資源的高效、安全和環(huán)保開(kāi)采，判別煤層與巖層在煤炭的開(kāi)采中起著至關(guān)重要的作用，進(jìn)而有利于調(diào)整礦井開(kāi)采部署，制定礦井開(kāi)拓、掘進(jìn)和回采計(jì)劃。
[0003]目前煤礦生產(chǎn)時(shí)煤巖識(shí)別任務(wù)仍主要由人工完成，工人通過(guò)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)信息進(jìn)行判斷。然而實(shí)際上工作面中能見(jiàn)度低且環(huán)境噪聲大，工人僅依靠自身感覺(jué)很難滾筒切割巖石瞬間及時(shí)做出及時(shí)反應(yīng)，誤判率較高。煤巖自動(dòng)識(shí)別技術(shù)就是通過(guò)一定的技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)煤層和巖層分解的準(zhǔn)確自動(dòng)識(shí)別，無(wú)需人工的干預(yù)。煤巖識(shí)別系統(tǒng)具備可靠準(zhǔn)確的識(shí)別性能的同時(shí)，還具有實(shí)時(shí)性。開(kāi)發(fā)煤巖識(shí)別系統(tǒng)有利于保障工人安全、減少工作面作業(yè)人數(shù)、降低工人勞動(dòng)量、改善作業(yè)環(huán)境，而且可以排除人的主觀判斷的缺陷提高煤巖識(shí)別結(jié)果的準(zhǔn)確性。
[0004]目前煤巖識(shí)別系統(tǒng)大多以傳感器獲取信息為基礎(chǔ)，利用多個(gè)傳感器同時(shí)監(jiān)測(cè)采煤機(jī)割煤時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)，并對(duì)所獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。主要存在兩個(gè)問(wèn)題:一方面，在不同的煤礦產(chǎn)區(qū)，需選取不同的傳感器，并需安裝在不同的機(jī)器設(shè)備上。另一方面，在煤炭開(kāi)采環(huán)境中，傳感器本身容易出現(xiàn)故障和失靈的情況，無(wú)疑都加大了人力和物力的浪費(fèi)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為了克服現(xiàn)有的煤巖識(shí)別系統(tǒng)的不足，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于圖像LBP裝換的的煤巖識(shí)別系統(tǒng)，該系統(tǒng)受光照影響小，系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性、識(shí)別率高、魯棒性強(qiáng)以及靈活性高的特點(diǎn)，為采煤區(qū)的自動(dòng)化生產(chǎn)提供必要的信息。
[0006]本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:一種基于圖像LBP變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)，所述煤巖識(shí)別系統(tǒng)包括采煤機(jī)的機(jī)器臂采樣裝置，以及放置在防爆殼內(nèi)的數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、圖像采樣裝置、機(jī)器臂控制裝置和圖像識(shí)別裝置，所述的防爆殼上鑲嵌有高透的視窗，所述的圖像采樣裝置對(duì)準(zhǔn)高透的視窗;所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)煤巖圖像模板以及煤巖圖像像素位置與機(jī)器臂工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換表;所述圖像采樣裝置的數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)處理器，用于將采集的煤巖樣本圖像發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器;所述機(jī)器臂采樣裝置的采樣輸入端連接機(jī)器臂，所述機(jī)器臂采樣裝置的數(shù)據(jù)輸出端連接數(shù)據(jù)處理器，用于將機(jī)器臂的工作狀態(tài)發(fā)送至數(shù)據(jù)處理器;所述數(shù)據(jù)處理器與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的輸入輸出端連接，用于與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器交換數(shù)據(jù)信息，處理煤巖樣本圖像以及查詢機(jī)器臂工作狀態(tài);所述圖像識(shí)別裝置的數(shù)據(jù)輸入輸出端連接數(shù)據(jù)處理器的輸入輸出端，用于與數(shù)據(jù)處理器交換數(shù)據(jù)信息，識(shí)別煤、巖和煤巖在空間中的姿態(tài);所述機(jī)器臂控制裝置控制連接機(jī)器臂，用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理器發(fā)送的機(jī)器臂工作狀態(tài)控制機(jī)器臂采煤。
[0007]所述的煤巖識(shí)別系統(tǒng)包括光源和光源控制器，所述的光源控制器位于防爆殼內(nèi)，所述光源控制器的輸出端控制連接光源，用于控制光源的變化。
[0008]所述的光源是多組LED陣列均勻?qū)ΨQ的布置在頂角為120度的去頂角的圓錐內(nèi)面。
[0009]所述的機(jī)器臂采樣裝置包括用于采樣機(jī)器臂在三維空間角度的角度傳感器裝置和用于采樣機(jī)器臂長(zhǎng)度的距離傳感器裝置。
[0010]所述的煤巖識(shí)別系統(tǒng)包括清洗裝置與清洗裝置控制器，所述的清洗裝置控制器位于防爆殼內(nèi)，所述清洗裝置控制器的輸出端控制連接清洗裝置，用于控制清洗裝置對(duì)所述視窗的清洗。
[0011]所述清洗裝置為微型吹風(fēng)機(jī)，所述的清洗裝置控制器通過(guò)杠桿連接微型吹風(fēng)機(jī)，并控制連接微型吹風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)。
[0012]所述的機(jī)器臂為液壓可伸縮機(jī)器臂。
[0013]所述的圖像采樣裝置為高清照相機(jī)。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果在于:
[0015]1.本實(shí)用新型的煤巖分解系統(tǒng)通過(guò)采樣煤巖圖像進(jìn)行煤巖識(shí)別，圖像采樣設(shè)備、圖像識(shí)別設(shè)備、光源控制裝置、清洗裝置、機(jī)器臂控制裝置安裝方便，易于更換，煤巖識(shí)別系統(tǒng)可靠性強(qiáng)、實(shí)時(shí)性好、識(shí)別率高。
[0016]2.本實(shí)用新型的清洗裝置為微型吹風(fēng)機(jī)，可對(duì)視窗在無(wú)接觸的情況下進(jìn)行清洗，不會(huì)對(duì)視窗造成二次損毀，有效的提高采集圖像的清晰度。
[0017]3.本實(shí)用新型的煤巖識(shí)別系統(tǒng)，機(jī)器臂控制裝置、機(jī)器臂采樣裝置、機(jī)器臂的工作流程，為實(shí)現(xiàn)采煤區(qū)的自動(dòng)化、無(wú)人化提供了重要的可靠地信息。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型的基于圖像LBP變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)的組成框圖；
[0019]圖2是本實(shí)用新型的基于圖像LBP變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖3是圖像分割、識(shí)別、變換、融合的工作流程圖；
[0021 ]圖4是圖像像素位置與機(jī)器臂工作狀態(tài)的轉(zhuǎn)換示意圖；
[0022]圖5是機(jī)器臂工作的流程圖。
[0023]圖中，1.清洗裝置控制器，2.光源控制裝置，3.圖像采樣裝置，4.圖像識(shí)別裝置，5.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，6.機(jī)器臂控制裝置，7.數(shù)據(jù)處理器，8.清洗裝置，9.機(jī)器臂采樣裝置，10.機(jī)器臂，11.光源，12.防爆殼，13.視窗，14.巖層，15.煤層。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明。
[0025]如圖1所示，本實(shí)用新型所述的基于圖像LBP變換的煤巖識(shí)別系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、圖像采樣裝置、機(jī)器臂采樣裝置、光源控制裝置、光源、機(jī)器臂控制裝置、圖像識(shí)別裝置、清洗裝置和清洗裝置控制器，所述的煤巖識(shí)別系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理器、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器、圖像采樣裝置、光源控制裝置、機(jī)器臂控制裝置、圖像識(shí)別裝置、清洗裝置控制器安裝在防爆殼內(nèi)，所述的防爆殼上鑲嵌有高透的視窗，所述的圖像采樣裝置對(duì)準(zhǔn)高透的視窗。
[0026]所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)煤巖圖像模板以及煤巖圖像像素位置與機(jī)器臂工作狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換表。所述的圖像采樣裝置用來(lái)采集煤巖樣本圖像，并發(fā)送給數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器對(duì)煤巖樣本圖像數(shù)據(jù)處理后，發(fā)送給圖像識(shí)別裝置。圖像識(shí)別裝置用于根據(jù)數(shù)據(jù)處理器發(fā)送的數(shù)據(jù)，識(shí)別煤巖樣本;機(jī)器臂采樣裝置用來(lái)采樣機(jī)器臂的位置，光源控制裝置用來(lái)控制光源亮度變化，清洗裝置用來(lái)清洗視窗，清洗裝置控制器用