基于單目視覺的礦井機(jī)車防撞預(yù)警系統(tǒng)設(shè)計(jì).pdf

1、安全生產(chǎn)是煤礦安全的一個(gè)永恒話題，其中安全運(yùn)輸又是安全生產(chǎn)中的一個(gè)重要組成部分。目前，我國(guó)絕大多數(shù)礦井的輔助運(yùn)輸仍然采用軌道運(yùn)輸，軌道安全運(yùn)輸領(lǐng)域多是采用智能傳感器，如使用軌道電路探測(cè)儀和壓力傳感器等手段定點(diǎn)的對(duì)機(jī)車本身狀況進(jìn)行檢測(cè)，不能有效的防止機(jī)車追尾事故與機(jī)車撞人事故發(fā)生。運(yùn)輸事故呈不斷上升的趨勢(shì)，軌道安全運(yùn)輸面臨嚴(yán)峻的考驗(yàn)。針對(duì)此問題，本論文設(shè)計(jì)了一種安裝在機(jī)車前端的預(yù)警裝置，利用單目攝像機(jī)采集前方路況信息，通過圖像處理技術(shù)識(shí)別

2、機(jī)車與礦工，并進(jìn)行主動(dòng)測(cè)距，如判斷目標(biāo)距離小于警戒值則報(bào)警，減少礦井下運(yùn)輸事故。
　　 論文采用嵌入式處理器與視頻編碼芯片構(gòu)建了礦井下防撞預(yù)警系統(tǒng)硬件平臺(tái)，利用嵌入式處理器負(fù)責(zé)圖像數(shù)據(jù)處理與預(yù)警機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，視頻編碼芯片實(shí)現(xiàn)視頻數(shù)據(jù)采集與編碼。本文的防撞預(yù)警算法設(shè)計(jì)主要包括以下內(nèi)容：①采用灰度拉伸與中值濾波兩個(gè)圖像預(yù)處理步驟實(shí)現(xiàn)圖像去噪、灰度增強(qiáng)。②提出了礦井下軌道形狀屬性檢測(cè)算法，彎道區(qū)域是運(yùn)輸事故最容易發(fā)生的地方，因此軌道屬性

3、檢測(cè)就尤為重要，由于軌道在灰度圖像中的特征明顯，在閾值分割后根據(jù)軌道形狀確定軌道底端起始點(diǎn)，利用軌道區(qū)域上其它點(diǎn)與起始點(diǎn)間的斜率變化趨勢(shì)判斷軌道是否為彎道，并提出來一種快速直線檢測(cè)算法，設(shè)計(jì)了過已知點(diǎn)且限制斜率的Hough變換直線檢測(cè)算法；③研究了礦井下目標(biāo)物識(shí)別算法，目標(biāo)物識(shí)別分為正向前方機(jī)車與反向前方機(jī)車的識(shí)別、正向行走礦工與反向行走礦工識(shí)別，利用特征參數(shù)提取的方法識(shí)別目標(biāo)，論文主要選擇圓形度與面積參數(shù)計(jì)算識(shí)別礦燈燈光。④提出來基于

4、軌間距的測(cè)距模型，預(yù)警決策的依據(jù)是機(jī)車前方目標(biāo)物與本機(jī)車之間的距離，因此就需要對(duì)目標(biāo)物進(jìn)行測(cè)距，根據(jù)軌道間距為定值以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合得到測(cè)距公式，根據(jù)目標(biāo)物低端所在像素行的軌道間距確定實(shí)際距離值。⑤制定礦井下防撞預(yù)警決策，根據(jù)測(cè)距值、機(jī)車行駛速度與制動(dòng)時(shí)間設(shè)計(jì)了三級(jí)防撞預(yù)警級(jí)別。
　　 論文中的算法均已在硬件平臺(tái)上得到了驗(yàn)證，程序運(yùn)行情況表明整套系統(tǒng)能夠滿足實(shí)時(shí)防撞預(yù)警需求，從而有效地減少了機(jī)車運(yùn)輸事故發(fā)生，在論文的最后提出了本設(shè)