一种采矿机全景监控显示系统及其位置识别方法与流程

1.本发明涉及采矿设备监控技术领域，具体涉及一种采矿机全景监控显示系统及其位置识别方法。


背景技术：

2.目前采矿行业在大力推进现场少人化甚至无人化，视频监控作为其中重要的一个环节，起到取代人眼作用，使得人们不用在恶劣的现场环境中工作，而是在环境舒适的监控室通过视频实现远程操控及各类突发问题处理。这要求现场部署一套可以监控全景并兼顾细节的方案来支持远程控制，另外对于短距离大范围的场景(如下图)，例如狭长通道上的采矿场景，目前还没好的解决方案。
3.目前的视频监控技术主要由以下几种方案：方案一、在采矿设备上安装摄像机，如专利号：cn201010532278.5，公开的一种新型采煤机无线移动视频监控装置，该新型采煤机无线移动视频监控装置包括工控机(1)、光口交换机(2)、井下交换机(3)、光缆(4)、无线网络基站(5)、采煤机(6)、网络摄像机(7)、定向天线(8)，其特征是：该新型采煤机无线移动视频监控装置设有一个工控机(1)，所述工控机(1)与光口交换机(2)在井上工作面通过光缆(4)相连接，在井下工作面，相隔一段距离均匀的设有一个无线网络基站(5)，所述无线网络基站(5)通过光缆(4)与井下交换机(3)相连接，该新型采煤机无线移动视频监控装置在井下另设有一个移动的安装有网络摄像机(7)的采煤机(6)，该技术方案由于采矿振动大，对设备的可靠性要求非常高，设备极易损坏，且无法全景监控整个作业场景。
4.方案二、在采矿设备周边固定点位安装摄像机，无法检测的全部场景，及关键细节部位的状态，无法提供足够的画面支持远程操控，另外画面切换导致的画面内容突变需要操作人员有个适应时间，不利于实时控制。
5.方案三、在现场设计一个轨道，安放一个带摄像机的巡检机器人，实时跟踪采矿设备，这种环境下，轨道需要经常清理，容易过不去，需要用无线传输，传输实时性和可靠性低，传输成本高，单独提供电池供电，需要定期更换电池，另外控制方案过于复杂。


技术实现要素：

6.本发明的目的在于提供一种采矿机全景监控显示系统及其位置识别方法，在狭长的作业空间内能够提供整个作业面监控画面，为远程控制提供支撑，监控画面智能切换，并对采矿设备位置进行快速识别。
7.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种采矿机全景监控显示系统，包括；
8.视频监控单元；视频监控单元包括至少两台全场景相机，全场景相机安装于固定安装位上，全场景相机用于监控移动的采矿设备；
9.通信单元；用于构建视频监控单元与后台的数据传输；
10.后台控制系统；通过后台控制系统用于接收视频监控单元的数据，并进行处理；
11.显示装置；后台控制系统将分析和处理后的视频流呈现到显示装置上。
12.优选的，n台全场景相机分别对应安装于均匀间隔的固定安装位上，后台控制系统能接收n台全场景相机传输的监控画面，并对全场景相机监控的画面进行分析再切换，通过显示装置自动切换显示画面。全场景相机数量根据实际需要设定，根据采矿设备与n台全场景相机的距离角度情况，n台全场景相机能自动后台分析判断，从而切换最适合的画面进行显示。
13.优选的，全场景相机由至少两个机芯拼而成，机芯包括感光器件和镜头。由两个及以上小视场角低畸变的机芯拼接成一个大市场角低畸变的相机，使得相机的画面在畸变矫正后，清晰度能够满足要求。
14.优选的，全场景相机安装位置与监控的采矿设备中心对应或高于采矿设备，利于整体监控画面的呈现。
15.优选的，所述通信单元包括交换机和网络服务器，全场景相机通过网线或光纤与交换机连接，全场景相机还内置有4g、5g或/和wifi无线通信模块。信号传输稳定，传输实时性和可靠性高，降低传输成本。
16.优选的，后台控制系统包括图像获取模块、图像处理模块和显示控制模块，通过图像获取模块用于获取n台相机的监控画面，且包括细节画面，对各路监控画面进行分析处理，反馈至显示控制模块，然后用于输出至显示装置上。通过图像处理模块分析并结合算法，能有效获取最佳的画面以及细节监控画面，实现全景监控并兼顾细节。
17.优选的，后台控制系统还包括异常报警模块以及储存模块。用于存储整个采矿设备作业过程画面，方便后续需要时调取。
18.一种采矿设备位置识别方法，其特征在于以下步骤：
19.s1、采矿设备进行移动，n台全场景相机进行监控，通过全场景相机图形智能识别算法或采矿设备本身内置位置反馈单元将采矿设备位置反馈到后台控制系统；
20.s2、通过控制系统进行分析处理，选用最佳显示视角的全场景相机视频流，并将该视频流呈现到显示装置上，用于判断采矿设备对应的位置；
21.s3、直接从采矿设备上获得。
22.优选的，全场景相机通过图形智能识别算法或相对位置关系自动识别需要重点关注部分最近的全场景相机，自动截取这些全场景相机中重点关注部位高清画面，并将这些画面叠加显示到全景画面中，通过显示装置实现细节监控。
23.优选的，图形智能识别算法包括识别采矿设备轮廓或采矿设备上的mark点来识别采矿设备在画面中的位置，并将该位置上传到后台控制系统
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1.适配狭长的采矿场景，提供横向150度以上超宽视场角全场景相机，画面畸变小，画质清晰宏大直观，无需多路相机即可监视整个采矿设备，方案简洁，可靠性高；
26.2.当采矿设备从一个全场景相机视野范围进入与之相邻的全场景相机视野范围时，显示画面自动切换，保证采矿过程中画面不中断，实时跟踪采矿过程无死角监控，切换画面自然流畅。
27.3.自动获取距离关键部位最佳相机位置，通过获取最佳相机位置的监控视频并叠加到监控画面中，取得细节监控画面，实现全景监控并兼顾细节。
附图说明
28.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明中全场景相机监控示意图；
30.图2为本发明中全场景相机监控整体示意图；
31.图3为本发明中控制原理。
32.图中：1、全场景相机；2、采煤机。
具体实施方式
33.下面将结合本发明附图1-3，对本发明多个实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例1
35.一种采矿机全景监控显示系统，包括视频监控单元、通信单元、后台控制系统和显示装置，所述视频监控单元包括至少两台全场景相机，全场景相机指的是水平视场角≥150
°
的相机，全场景相机用于监控采矿设备，后台控制系统能依次接收多台全场景相机传输的监控画面，根据判断被监控对象所对应的最佳全场景相机位置自动切换显示画面，通过显示装置显示。
36.本实施例中采矿设备以采煤机为例,全场景相机安装于固定安装位上，采煤场景中，固定安装位采用液压支架，全场景相机的数量根据实际采煤机移动的距离和实际需要而设定，本发明不做具体限定，例如一个液压支架上或间隔多个液压支架上分别安装一个全场景相机，液压支架之间的标准距离为1.75米，全场景相机用于监控移动的采煤机。
37.本实施例中有多台全场景相机，例如当采煤机从一个全场景相机视野范围进入与之相邻的全场景相机视野范围时，显示画面自动切换，保证被监控对象画面不中断，实时跟踪采矿过程无死角监控，切换画面自然流畅。
38.本实施例中通信单元用于构建视频监控单元与后台的数据传输，所述通信单元包括交换机和网络服务器，全场景相机通过网线或光纤与交换机连接。通过网线连接信号传输稳定，传输实时性和可靠性高，降低传输成本。
39.本实施例中，全场景相机还内置有4g、5g或/和wifi无线通信模块，可以直接与后台控制系统连接传输，这种模式可以在局部网络出故障或者三大运营商能覆盖信号的场景进行使用。
40.本实施例中通过后台控制系统用于接收视频监控单元的数据，并进行处理，后台控制系统包括图像获取模块、图像处理模块和显示控制模块，通过图像获取模块用于获取n台相机的监控画面，且包括细节视频画面，例如图2所示，采煤机中心对应的当前第n台全场景相机用于监控采煤机全景，而采煤机两侧第n-5台和第n+5台对应的全场景相机用于拍摄监控前滚筒和后滚筒，获取后自动或手动传输至后台控制系统，图像处理模块对各路监控
画面进行分析处理，反馈至显示控制模块。本发明通过图像处理模块分析并结合算法，自动获取距离关键部位最佳相机位置，通过获取最佳相机位置的监控视频并叠加到监控画面中，取得细节监控画面，实现全景监控并兼顾细节。
41.后台控制系统还包括异常报警模块以及储存模块,用于存储整个采煤机作业过程画面，方便后续需要时调取。
42.本实施例中显示装置用于显示采矿机全景和细节部分，后台控制系统将分析和处理后的视频流呈现到显示装置上，显示装置可以支持同时多屏显示以及全屏显示，全场景相机由至少两个机芯拼而成，机芯包括感光器件和镜头，具体由两个及以上小视场角低畸变的机芯拼接成一个大市场角低畸变的相机，使得相机的画面在畸变矫正后，清晰度能够满足要求。
43.通过显示装置能够让采煤机停留在画面中间不动，背景运动，保证不同相机切换过程中，视频的突变效应大幅缓解。适配狭长的采矿场景，提供横向150度以上超宽视场角全场景相机，画面畸变小，画质清晰宏大直观，无需多路相机即可监视整个采煤机，方案简洁，可靠性高。
44.全场景相机安装位置与监控的采煤机中心对应或高于采煤机，利于整体监控画面的呈现，根据采煤机与n台全场景相机的距离角度情况，n台全场景相机能自动后台分析判断，从而切换最适合的画面进行显示。
45.实施例2
46.一种采矿机位置识别方法，在于以下步骤：
47.s1、采矿设备进行移动，n台全场景相机进行监控，通过全场景相机图形智能识别算法或采矿设备本身内置位置反馈单元将采矿设备位置反馈到后台控制系统；
48.s2、通过控制系统进行分析处理，选用最佳显示视角的全场景相机视频流，并将该视频流呈现到显示装置上，用于判断采矿设备对应的位置；
49.s3、直接从采矿设备上获得。
50.全场景相机通过图形智能识别算法或相对位置关系自动识别需要重点关注部分最近的全场景相机，自动截取这些全场景相机中重点关注部位高清画面，并将这些画面叠加显示到全景画面中，通过显示装置实现细节监控。
51.本实施例中采矿设备以采煤机为例,图形智能识别算法包括识别采煤机轮廓或采煤机上的mark点来识别煤机在画面中的位置，例如预先贴个规则的结构，并将该位置上传到后台控制系统。
52.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
53.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：
1.一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：包括视频监控单元；视频监控单元包括至少两台全场景相机，全场景相机安装于固定安装位上，全场景相机用于监控移动的采矿设备；通信单元；用于构建视频监控单元与后台的数据传输；后台控制系统；通过后台控制系统用于接收视频监控单元的数据，并进行处理；显示装置；后台控制系统将分析和处理后的视频流呈现到显示装置上。2.根据权利要求1所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：n台全场景相机分别对应安装于均匀间隔的固定安装位上，后台控制系统能接收n台全场景相机传输的监控画面，并对全场景相机监控的画面进行分析再切换，通过显示装置自动切换显示画面。3.根据权利要求1或2所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：全场景相机由至少两个机芯拼而成，机芯包括感光器件和镜头。4.根据权利要求1或2所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：全场景相机安装位置与监控的采矿设备中心对应或高于采矿设备。5.根据权利要求1所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：所述通信单元包括交换机和网络服务器，全场景相机通过网线或光纤，与交换机连接，全场景相机还内置有4g、5g或/和wifi无线通信模块。6.根据权利要求1所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：后台控制系统包括图像获取模块、图像处理模块和显示控制模块，通过图像获取模块用于获取n台相机的监控画面，且包括细节画面，对各路监控画面进行分析处理，反馈至显示控制模块。7.根据权利要求6所述的一种采矿机全景监控显示系统，其特征在于：后台控制系统还包括异常报警模块以及储存模块。8.一种采矿设备位置识别方法，其特征在于以下步骤：s1、采矿设备进行移动，n台全场景相机进行监控，通过全场景相机图形智能识别算法或采矿设备本身内置位置反馈单元将采矿设备位置反馈到后台控制系统；s2、通过控制系统进行分析处理，选用最佳显示视角的全场景相机视频流，并将该视频流呈现到显示装置上，用于判断采矿设备对应的位置；s3、直接从采矿设备上获得。9.根据权利要求8所述的一种采矿设备位置识别方法，其特征在于：全场景相机通过图形智能识别算法或相对位置关系自动识别需要重点关注部分最近的全场景相机，自动截取这些全场景相机中重点关注部位高清画面，并将这些画面叠加显示到全景画面中，通过显示装置实现细节监控。10.根据权利要求8所述的一种采矿设备位置识别方法，其特征在于：图形智能识别算法包括识别采矿设备轮廓或采矿设备上的mark点来识别采矿设备在画面中的位置，并将该位置上传到后台控制系统。

技术总结
本发明涉及一种采矿机全景监控显示系统及其位置识别方法，包括视频监控单元、通信单元、后台控制系统和显示装置，所述视频监控单元包括至少两台全场景相机，全场景相机用于监控采矿设备,后台控制系统能依次接收多台全场景相机传输的监控画面，根据判断被监控对象所对应的最佳全场景相机位置自动切换显示画面，通过显示装置显示，本发明中通过适配狭长的采矿场景，提供横向150度以上超宽视场角全场景相机，多台全场景相机拍摄，显示画面自动切换，保证被监控对象画面不中断，自动获取距离关键部位最佳相机位置，通过获取最佳相机位置的监控视频并叠加到监控画面中，取得细节监控画面，实现全景监控并兼顾细节。实现全景监控并兼顾细节。实现全景监控并兼顾细节。


技术研发人员：苗家萱 陶连日 白运华 范成明 张学梅 余正海
受保护的技术使用者：浙江双视科技股份有限公司
技术研发日：2023.05.26
技术公布日：2023/8/9