CN115824197A - 一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及煤矿智能化技术领域，具体涉及一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，将各个图像采集器初始三维坐标进行输入；利用各个图像采集器对迎头面的当前煤岩图像信息进行采集；根据初始数据和当前煤岩图像信息，利用算法生成当前迎头面的三维数字模型，并建立实景三维模型；根据实景三维模型，对当前迎头面的煤壁信息进行识别，识别出当前煤壁上的煤岩图像、断层信息，并得到当前煤壁上的煤岩信息，根据得到的当前煤壁上的煤岩信息，预测出煤层的走向，规划出综掘机的循环运动轨迹；在完成一个循环运动轨迹之后，移动综掘机，进行下一个循环。本方案能够实现对综掘机掘进路径进行规划，大大提高掘进效率以及掘进工作的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及煤矿智能化技术领域，具体涉及一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法。
背景技术
煤炭在人类经济社会发展中长期占据着重要的地位，为了进一步提高煤炭资源的供应，大量的综掘机开始投入到综采作业中。
综掘机是综合机械化掘进工作面的主要设备之一,当综掘机的采掘头截割到岩石时，一方面造成综掘机采掘头的磨损加剧、功率消耗增大，甚至由于采掘头的摩擦力过大所产生的高温引爆瓦斯；另一方面采掘的煤中含矸量增大。解决上述问题的常用方法是通过现场操作人员及时调整综掘机滚筒的位置，这对于工人来时，不仅对应的劳动强度比较大，同时危险性也极高，同时通过人为的进行调整整体的综掘速度会比较慢，对应的综掘效率不高。
基于此，需要一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，能够实现对综掘机掘进路径进行规划，大大提高掘进效率以及掘进工作的安全性。
发明内容
本发明意在提供一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，能够实现对综掘机掘进路径进行规划，大大提高掘进效率以及掘进工作的安全性。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，包括以下步骤：
步骤一、设备的搭建，将对应的综掘机搭设在迎头面的前方，所述综掘机上设有多个图像采集器，且综掘机上配置了惯导系统；所述惯导系统用于计算各个图像采集器移动后的采集位置的三维坐标；
步骤二、初始数据输入，将各个图像采集器的采集位置的初始三维坐标进行输入；
步骤三、图像采集，利用各个图像采集器对当前迎头面的当前煤岩图像信息进行采集；
步骤四、根据初始数据和当前煤岩图像信息，利用算法生成当前迎头面的三维数字模型，并建立实景三维模型；
步骤五、根据实景三维模型，对当前迎头面的煤壁信息进行识别，识别出当前煤壁上的煤岩图像、断层信息，并得到当前煤壁上的煤岩信息，所述煤岩信息包括煤岩分界线坐标、断层位置和坐标，以及断距；
步骤六、根据得到的当前煤壁上的煤岩信息，预测出煤层的走向，规划出综掘机的循环运动轨迹，并根据煤层上下边界的煤岩分界线坐标限制综掘机的切割边界；
步骤七、在完成一个循环运动轨迹之后，移动综掘机，执行步骤一。
本方案的原理及优点是：在本方案中，首先是将对应的挖掘设备进行安装，即对综掘机安装到迎头面的前方，这样综掘机上的图像采集器就可以对迎头面的煤壁进行图像的采集，在进行采集之前，需要对初始数据进行输入，向对应的图像采集器的采集位置所对应的初始三维坐标，之后进行初始数据的输入，完成这两步之后，就会根据初始三维坐标和当前煤岩图像信息，利用算法，来对当前迎头面的三维数字模型进行构建，并建立对应的实景三维模型，这一步就完成了对当前迎头面的煤壁的具体情况进行了仿真。
在得到了实景三维模型之后，就可以利用实景三维模型对当前迎头面的煤壁信息进行识别，识别出当前煤壁上的煤岩图像以及断层信息，根据这个就可以得到当前煤壁上的煤岩信息，例如煤岩分界线坐标、断层位置和坐标、以及断距，之后利用这个煤岩信息就可以对当前迎头面上的煤壁上的煤层走向进行预测，根据预测的结果对综掘机的路径进行规划，以及对综掘机的切割边界进行限制，这样就完成了对综掘机在当前这个迎头面上的挖掘路径，之后，就可以控制综掘机根据循环运动轨迹进行相应的挖掘，在完成一个循环之后，就需要向前移动综掘机，使得综掘机更靠近新的迎头面，然后重新对图像采集器进行坐标定位和输入，从而进入到下一个循环运动轨迹的预测中去。
1、本方案中，综掘机的循环运动路径是通过预测出来的，即利用当前迎头面的实景三维模型来对当前迎头面上的煤壁处的煤岩的分布情况进行识别，通过这种方式识别出来的煤岩信息与真实的当前迎头面上的煤岩信息基本上是一致的，这样就可以根据识别处理的煤岩信息来对综掘机的挖掘路径进行预测和规划，大大提高了综掘机挖掘的准确性和高效性，同时综掘机的挖掘工作不需要操作人员在挖掘过程中对综掘机的位置进行调整就可以实现最大程度的挖掘，只需要在对应的迎头面向后推进时，调整综掘机的位置即可，这样不仅提高了综掘机挖掘的效率和准确性，同时也提高了操作人员使用综掘机的安全性。
优选的，作为一种改进，所述步骤二中初始数据还包括标定数据，所述标定数据包括镜头的畸变参数、内方位元素；已知参数焦距、像幅大小：长和宽，综掘机摇臂摆角、机身倾角。
有益效果：对这些标定数据的输入可以使得数据更加的完整，在进行数据处理时能够更加的准确。
优选的，作为一种改进，所述多个图像采集器设置有多排，且均不在同一水平面上。
有益效果：图像采集器设置多排且不在同一水平面上可以实现图像采集器所采集到的图像能够覆盖迎头面，这样采集到的数据就会更佳全面，同时之后的挖掘工作也会更加的全面，避出现煤层被忽略，造成采集不完全的问题。
优选的，作为一种改进，各个所述图像采集器垂直当前工作面的煤壁设置。
有益效果：图像采集器垂直设置在煤壁前，这样的话就可以实现对当前工作面的煤壁的垂直拍摄，得到的图像为正射影像，这样在使用该图像时可以直接使用，不用进行处理，大大提高图像处理速度和效率。
优选的，作为一种改进，各个所述图像采集器非垂直当前工作面的煤壁设置；还包括姿态采集器，用于对各个图像采集器的倾斜方向进行检测。
有益效果：图像采集器可以不与工作面的煤壁垂直设置，但是在使用该图像时需要对图像采集器的倾斜方向进行检测，即知晓对应的拍摄姿态，通过这个也能完成对图像的使用，通过多种途径实现对图像采集器采集到的图像进行使用，使得整个装置的适用性更广，能够适用多种场景。
附图说明
图1为本发明实施例一中基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法的流程图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式进一步详细说明：
实施例基本如附图1所示：一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，包括以下步骤：步骤一、设备的搭建，将对应的综掘机搭设在迎头面的前方，所述综掘机上设有多个图像采集器，且综掘机上配置了惯导系统；所述惯导系统用于计算各个图像采集器移动后的采集位置的三维坐标；所述多个图像采集器设置有多排，且均不在同一水平面上。
图像采集器参数选择，在保证非鱼眼镜头的前提下，焦距尽可能小、镜头左右视角，上下视角尽可能大；采集的图像要有三张以上的重叠。在本实施例中图像采集器的数量为5个，5个图像采集器分三排呈2-2-1或2-1-2结构布置，2个并排放置在综掘机头部，水平视角为C，距煤壁为D的情况下，覆盖的迎头面及部分帮部；1个居中放置；另2个再起一排，3排图像采集器不在一个水平面上。
在本实施例中，图像采集器的设置位置与工作面的煤壁垂直，即图像采集器垂直煤壁拍摄，在另一实施例中，图像采集器与煤壁不垂直设置，但是包括姿态采集器，用于对各个图像采集器的倾斜方向进行检测，即检测图像采集器的姿态。
步骤二、初始数据输入，将各个图像采集器的采集位置的初始三维坐标进行输入；所述步骤二中初始数据还包括标定数据，所述标定数据包括镜头的畸变参数、内方位元素；已知参数焦距、像幅大小：长和宽，综掘机摇臂摆角、机身倾角。
步骤三、图像采集，利用各个图像采集器对当前迎头面的当前煤岩图像信息进行采集；
步骤四、根据初始数据和当前煤岩图像信息，利用算法生成当前迎头面的三维数字模型，并建立实景三维模型；在本实施例中，使用的算法为基于摄影测量学的像方控制算法。
步骤五、根据实景三维模型，对当前迎头面的煤壁信息进行识别，识别出当前煤壁上的煤岩图像、断层信息，并得到当前煤壁上的煤岩信息，所述煤岩信息包括煤岩分界线坐标、断层位置和坐标，以及断距；在本实施例中，在工作面图像上对煤岩信息进行编录时，条件允许的话可以加入图像识别(根据煤岩表层纹理特征不同，融合Harris角点特征，煤的纹理在煤层方向变化是均匀的，角点特征是存在任意方向上的滑动，都有着较大灰度变化，在煤岩分界处存在大量角点，矿井对煤岩识别的精度达到厘米级即可，可在角点特征的基础上优化，分离出大量无用角点，利用角点算法来自动识别出煤岩图像以及断层信息)。
步骤六、根据得到的当前煤壁上的煤岩信息，预测出煤层的走向，规划出综掘机的循环运动轨迹，并根据煤层上下边界的煤岩分界线坐标限制综掘机的切割边界；在本实施例中，如果遇到断层，根据断层倾角倾向，规划出综掘机轨迹，摇臂的上下界限。在本实施例中，首先是根据煤岩信息对煤层的走向进行预测，只有预测出煤层的走向之后，才能对综掘机的循环运动轨迹进行准确且合理的规划。
步骤七、在完成一个循环运动轨迹之后，移动综掘机，执行步骤一。在本实施例中，在一堆综掘机之后，对应的惯导系统会准确的对移动后的各个图像采集器的三维坐标给测量出来，同时也测量出对应的综掘机的摇臂摆角以及机身倾角。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体技术方案和/或特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (5)
1.一种基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，其特征在于：步骤一、设备的搭建，将对应的综掘机搭设在迎头面的前方，所述综掘机上设有多个图像采集器，且综掘机上配置了惯导系统；所述惯导系统用于计算各个图像采集器移动后的采集位置的三维坐标；
步骤二、初始数据输入，将各个图像采集器的采集位置的初始三维坐标进行输入；
步骤三、图像采集，利用各个图像采集器对当前迎头面的当前煤岩图像信息进行采集；
步骤四、根据初始数据和当前煤岩图像信息，利用算法生成当前迎头面的三维数字模型，并建立实景三维模型；
步骤五、根据实景三维模型，对当前迎头面的煤壁信息进行识别，识别出当前煤壁上的煤岩图像、断层信息，并得到当前煤壁上的煤岩信息，所述煤岩信息包括煤岩分界线坐标、断层位置和坐标，以及断距；
步骤六、根据得到的当前煤壁上的煤岩信息，预测出煤层的走向，规划出综掘机的循环运动轨迹，并根据煤层上下边界的煤岩分界线坐标限制综掘机的切割边界；
步骤七、在完成一个循环运动轨迹之后，移动综掘机，执行步骤一。
2.根据权利要求1所述的基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，其特征在于：所述步骤二中初始数据还包括标定数据，所述标定数据包括镜头的畸变参数、内方位元素；已知参数焦距、像幅大小：长和宽，综掘机摇臂摆角、机身倾角。
3.根据权利要求1所述的基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，其特征在于：所述多个图像采集器设置有多排，且均不在同一水平面上。
4.根据权利要求3所述的基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，其特征在于：各个所述图像采集器垂直当前工作面的煤壁设置。
5.根据权利要求3所述的基于摄影测量学的综掘机路径智能规划方法，其特征在于：各个所述图像采集器非垂直当前工作面的煤壁设置；还包括姿态采集器，用于对各个图像采集器的倾斜方向进行检测。
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| CN107905786A (zh) * | 2017-10-24 | 2018-04-13 | 北京天地玛珂电液控制系统有限公司 | 一种基于透明工作面的采煤方法和系统 |
| CN109630110A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-16 | 天地科技股份有限公司 | 一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法及电子设备 |
| CN113706618A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 矿井摄影测量地质影像编录方法及其系统 |
| CN114119481A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-03-01 | 桂林电子科技大学 | 多参数普适性煤岩界面感知识别及采煤机轨迹规划方法 |
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| CN109630110A (zh) * | 2019-01-18 | 2019-04-16 | 天地科技股份有限公司 | 一种综采工作面煤层厚度自适应截割控制方法及电子设备 |
| CN113706618A (zh) * | 2021-08-31 | 2021-11-26 | 中煤科工集团重庆研究院有限公司 | 矿井摄影测量地质影像编录方法及其系统 |
| CN114119481A (zh) * | 2021-10-25 | 2022-03-01 | 桂林电子科技大学 | 多参数普适性煤岩界面感知识别及采煤机轨迹规划方法 |
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