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基于机器视觉的异物识别系统在输送机保护中的应用

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煤矿安全 2024年第5期55卷 251-256页

作者：于志强天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213003 中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213003

设计了一种基于机器视觉的异物识别系统,并应用于主运输带式输送机的保护中。使用YOLOv5s作为深度学习模型,将训练完成的模型部署至边缘计算模块中;由工业级本安相机获取实时视频,并传入边缘计算模块中对煤流中的异物进行识别,最终只对... 详细信息

设计了一种基于机器视觉的异物识别系统,并应用于主运输带式输送机的保护中。使用YOLOv5s作为深度学习模型,将训练完成的模型部署至边缘计算模块中;由工业级本安相机获取实时视频,并传入边缘计算模块中对煤流中的异物进行识别,最终只对外传输识别结果;当检测到的异物危险等级较高时会向协同控制器发送报警信号,由协同控制器对具体的单机控制器下发停机指令;同时将处理后的实时视频和报警信息上传至管控平台显示。基于机器视觉的异物识别提高了当前主运输带式输送机保护的智能性,稳定性和可靠性。

关键词：带式输送机保护异物识别机器视觉深度学习边缘计算

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矿井三维空间数据模型建立

煤矿安全 2024年第4期55卷 213-219页

作者：韩燕南中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对标准化煤矿数据模型欠缺导致的煤矿数据利用效率低、数据共享少等问题,研究了煤矿三维空间多元数据关系及其属性数据规划;给出了从采掘工程平面图到巷道三维建模的过程及算法,形成了基于ORM映射的煤矿数据模型,并在WebGL技术体系下... 详细信息

针对标准化煤矿数据模型欠缺导致的煤矿数据利用效率低、数据共享少等问题,研究了煤矿三维空间多元数据关系及其属性数据规划;给出了从采掘工程平面图到巷道三维建模的过程及算法,形成了基于ORM映射的煤矿数据模型,并在WebGL技术体系下进行了三维模型输出。结果表明:建立的空间数据模型存储、利用效率高,能够为矿山安全信息化智能决策的数据利用及分析提供支持。

关键词： WebGL 三维可视化煤矿安全信息化空间数据模型 ORM

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基于SEI的煤矿智能监控视频传输方法

工矿自动化 2024年第5期50卷 93-98页

作者：陈佳王琪王鹏中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州210315

目前煤矿视频监控数据传输存在高延迟问题,而视频传输延迟的主要成因是编码延迟。针对该问题,提出了一种无视频编码的基于媒体补充增强信息(SEI)的煤矿智能监控视频传输方法。该方法在解复用视频流得到视频压缩帧后缓存一份副本,解码视... 详细信息

目前煤矿视频监控数据传输存在高延迟问题,而视频传输延迟的主要成因是编码延迟。针对该问题,提出了一种无视频编码的基于媒体补充增强信息(SEI)的煤矿智能监控视频传输方法。该方法在解复用视频流得到视频压缩帧后缓存一份副本,解码视频压缩帧得到视频解码帧,通过SEI存储视频解码帧中AI模型分析结果,根据时间戳对应关系将自定义SEI写入该视频解码帧对应视频压缩帧副本的网络提取层单元,并复用视频压缩帧副本,实现煤矿智能监控视频实时传输。在24核CPU上对该方法进行实验测试,结果表明:对于1280×720分辨率的视频,采用该方法处理视频时CPU整体使用率由采用传统方法时的24.7%~36.6%降至20.3%~23.9%,端到端延迟由1946 ms降至345 ms;对于1920×1080分辨率的视频,采用该方法处理视频时CPU整体使用率由采用传统方法时的29.2%~41.8%降至18.5%~26.3%,端到端延迟由6204 ms降至479 ms。该方法通过规避视频编码环节,降低了煤矿智能监控视频传输延迟,且节省了视频编码所需的CPU或GPU资源,降低了智能视频监控系统硬件成本。

关键词：煤矿智能视频监控监控视频传输视频AI分析无视频编码媒体补充增强信息端到端延迟

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煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法

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煤矿安全 2024年第7期55卷 232-239页

作者：韩燕南中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合... 详细信息

针对煤矿运输路线复杂,巷道内岔路口和弯道较多的现状,易给井下运输安全带来隐患;设计了一种煤矿井下无轨胶轮车行车岔路口和弯道识别方法。首先,将中线点结构化,形成巷道地图;其次,利用相邻时刻的车辆位置关系,确定行进方向;再次,结合巷道地图结构属性,判定车辆前方是否存在岔路口或弯道;然后,采用迪杰斯特拉(Dijkstra)算法,求解车辆当前位置至疑似目标的最短路径,进而判定是否为对向目标;最后,借助车载终端为司机提供安全性语音提示。在某矿的试验结果表明:方法逻辑判断准确,逻辑响应时间约为32 ms。

关键词：煤矿辅助运输无轨胶轮车巷道地图岔路口识别弯道识别

基于改进RRT*算法的井下巷道漫游路径规划方法

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现代电子技术 2024年第12期47卷 62-68页

作者：王丽丽中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213000 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213000

针对目前井下巷道作业人员行动轨迹重现,以及巷道漫游等三维可视化巷道虚拟现实过程中的碰撞检测和路径规划问题,提出一种将改进快速探索随机树(RRT*)算法和贪心算法相结合,解决井下巷道复杂环境和高维空间寻求最优路径的方法。这一改... 详细信息

针对目前井下巷道作业人员行动轨迹重现,以及巷道漫游等三维可视化巷道虚拟现实过程中的碰撞检测和路径规划问题,提出一种将改进快速探索随机树(RRT*)算法和贪心算法相结合,解决井下巷道复杂环境和高维空间寻求最优路径的方法。这一改进方法使用优先探索策略和贪心策略,解决了RRT算法难以求解最优的可行路径和RRT*算法运动路径振荡的问题。通过Matlab仿真实验平台进行验证,结果表明:所提出的规划方法可得到满意的避障规划路径;且相较于RRT*算法,该方法减少了大部分的无用路径搜索和路径边径的内存存储,提高了路径规划的效率,有效解决了虚拟现实过程中运动路径的振荡问题,实现了平滑的路径规划。

关键词：巷道漫游改进RRT*算法贪心策略路径规划碰撞检测最优路径

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超声波风速传感器风场误差的数值模拟

煤矿安全 2024年第3期55卷 236-243页

作者：顾仁勇蒋泽王璐郝叶军中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

为了研究矿用超声波时差法风速传感器测量结果受风场误差的影响,采用计算流体力学方法对不同结构类型的传感器在不同风向、风速下的流场和声道速度分布进行分析。研究结果表明:对射式结构的测量风速受风向角的影响明显大于反射式;对射... 详细信息

为了研究矿用超声波时差法风速传感器测量结果受风场误差的影响,采用计算流体力学方法对不同结构类型的传感器在不同风向、风速下的流场和声道速度分布进行分析。研究结果表明:对射式结构的测量风速受风向角的影响明显大于反射式;对射式结构在45°风向角下经修正后的相对误差最小,且优于反射式;3种反射式结构中,换能器凹陷安装对测量风速的影响最小,凸起安装其次,半凸安装影响最大;换能器凹陷安装受风向角的影响最小,凸起安装和半凸安装影响相当;3种安装方式下,半凸安装在45°风向角下经修正后的测量误差最小;超声波风速传感器选择合适的结构布局,可以提升测量准确度。

关键词：矿用风速传感器风速测量超声波时差法数值模拟测风误差

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基于精确定位技术的无轨胶轮车超员报警检测

煤矿安全 2024年第1期55卷 225-232页

作者：韩燕南中煤科工集团常州研究院有限公司江苏常州213015 天地(常州)自动化股份有限公司江苏常州213015

针对因井下车辆移动速度过快、车辆外壳屏蔽等原因造成乘车人员漏识别,车辆乘人超载无法有效管控,存在安全隐患,难以满足《智能化示范煤矿验收管理办法(试行版)》中辅运系统相关要求等问题,设计了一种基于精确定位技术的无轨胶轮车超员... 详细信息

针对因井下车辆移动速度过快、车辆外壳屏蔽等原因造成乘车人员漏识别,车辆乘人超载无法有效管控,存在安全隐患,难以满足《智能化示范煤矿验收管理办法(试行版)》中辅运系统相关要求等问题,设计了一种基于精确定位技术的无轨胶轮车超员报警检测方法。首先,将基站输出的测距数据转换为三维坐标,生成连续性轨迹;其次,利用相邻时刻位置数据确定行进方向向量,进而对轨迹数据预处理;再次,采用动态时间规整(DTW)算法对车辆与乘车人员轨迹对齐,求解最佳路径,获得度量值;最后,以司机轨迹度量值为样本,衡量人员轨迹与样本的相似程度,进而得出人员是否为乘车人员以及车辆是否超员的判定。试验结果表明:各项功能运行正常,正确率约为95.12%,逻辑相应时间约为30 ms,现场应用状况良好。

关键词：无轨胶轮车辆超员漏卡检测轨迹相似度轨迹预测动态时间规整

钢包氩气流量对冷镦钢SWRCH35K中DS夹杂物的影响

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炼钢 2024年第1期40卷 52-58,80页

作者：屠兴圹苏振伟周淼赵赟中天钢铁集团有限公司江苏常州213011

在精炼进站时采用BaCO_(3)作为示踪剂,对比钢包底吹氩气流量对“120 t BOF→LF→CCM”流程生产的冷镦钢SWRCH35K中DS类夹杂物的影响。结果表明,氩气流量对精炼结束炉渣成分及夹杂物的类型无明显影响;精炼进站到精炼结束采用小氩气和正... 详细信息

在精炼进站时采用BaCO_(3)作为示踪剂,对比钢包底吹氩气流量对“120 t BOF→LF→CCM”流程生产的冷镦钢SWRCH35K中DS类夹杂物的影响。结果表明,氩气流量对精炼结束炉渣成分及夹杂物的类型无明显影响;精炼进站到精炼结束采用小氩气和正常氩气搅拌夹杂物密度分别降低4.5个/mm^(2)和7.1个/mm^(2),精炼结束到中包两种工艺夹杂物变化相差不大,精炼正常氩气搅拌精炼结束、软吹后、中包含Ba的夹杂物比例比小氩气搅拌分别高51.5%、26.1%、39.3%。铸坯中DS夹杂物组成有单相、两相和三相。精炼采用小氩气搅拌和正常氩气搅拌铸坯中检测到含Ba的DS夹杂物占所有DS夹杂物的比例分别为28.6%和39%。所以,控制精炼过程中冶炼的氩气搅拌强度也是控制钢中DS夹杂物的关键。

关键词：氩气流量搅拌冷镦钢 DS夹杂物

基于FIA*-APF算法的蟹塘投饵船动态路径规划

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农业工程学报 2024年第9期40卷 137-145页

作者：孙月平方正袁必康孙杰孟祥汶汪彦彤赵德安江苏大学电气信息工程学院镇江212013 常州东风农机集团有限公司常州213200 江苏大学机械工业设施农业测控技术与装备重点实验室镇江212013

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加... 详细信息

为了提高无人投饵船在含障碍物河蟹养殖池塘自主巡航的作业效率和安全性,该研究提出基于改进A*算法与人工势场法相融合(fusion of improved A*and artificial potential field,FIA*-APF)的蟹塘投饵船动态路径规划算法。首先引入动态加权因子优化A*算法评价函数;其次加入转折惩罚函数并删除冗余点,接着利用B样条曲线对全局路径进行平滑处理;最后将改进A*算法得到的全局路径作为改进人工势场法中的引力路径,生成投饵船自主巡航高效路径。根据养殖池塘创建静态和动态2种仿真环境,分别对传统人工势场法(traditional artificial potential field,TAPF)、基于A*和人工势场法的融合算法(the A*and artificial potential field,TA*-APF)和FIA*-APF算法的性能进行20次测试。仿真试验结果表明:2种环境下,FIA*-APF算法的平均规划时间是TAPF算法的17.23%,是TA*-APF算法的51.96%,平均指令节点数量比TAPF算法减少50.64%,比TA*-APF算法减少65.03%,平均路径长度比TA*-APF算法减少2.82%。蟹塘试验结果表明:FIA*-APF算法的规划时间为TAPF算法的38.16%,为TA*-APF的62.42%,路径长度比TAPF算法减少29.13%,比TA*-APF减少10.15%;另外,TAPF和TA*-APF算法规划路径上大于60°的转角分别是FIA*-APF算法的3.28和2.62倍,大于100°的转角分别是FIA*-APF算法的3.73和1.67倍,该研究算法规划的路径更高效平滑。研究结果可为无人投饵船自主导航提供参考。

关键词：无人投饵船算法导航路径规划 A*算法人工势场法动态避障

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