【摘要】：地下掘進(jìn)作業(yè)時(shí)要求不能有人員靠近掘進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)域,但由于地下施工環(huán)境昏暗或安全意識(shí)不足等因素的影響,往往會(huì)有作業(yè)人員誤入危險(xiǎn)區(qū)域而造成不必要的傷害,現(xiàn)有的如紅外線感應(yīng)器等方式也無(wú)法準(zhǔn)確判別侵入人員信息,導(dǎo)致虛警率很高,影響作業(yè)安全。針對(duì)該問(wèn)題,本文研究了一種適用于低能見(jiàn)度粉塵環(huán)境下的人員侵入紅外特征檢測(cè)方法,以此為依據(jù)構(gòu)建了掘進(jìn)車載侵入人員紅外監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng),能夠?qū)η秩胛ｋU(xiǎn)區(qū)域的人員或群體或局部人體目標(biāo)進(jìn)行有效探測(cè),并排除了車載低頻振動(dòng)對(duì)成像探測(cè)的干擾,兼顧聲光告警和除塵工況要求,實(shí)際應(yīng)用中取得了很好的效果。所涉及的主要研究工作如下:(1)通過(guò)前期對(duì)煤礦井下實(shí)際工況環(huán)境進(jìn)行的成像比對(duì)實(shí)驗(yàn)和評(píng)估,確立了長(zhǎng)波紅外成像探測(cè)預(yù)警方案,該方案能夠在低能見(jiàn)度、光照不均勻、重煤塵和濕度等惡劣條件下,保持較好的人體目標(biāo)成像特性。針對(duì)紅外圖像對(duì)比度低、噪聲干擾、目標(biāo)邊緣模糊等問(wèn)題,研究了一種快速中值濾波方法對(duì)紅外圖像進(jìn)行去噪處理,有效的抑制了紅外圖像中的噪聲,使得圖像更加平滑,細(xì)節(jié)信息和圖像邊緣得到了增強(qiáng)。針對(duì)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求和圖像丟場(chǎng)問(wèn)題,圖像預(yù)處理過(guò)程中采用雙線性插值和隔行傳奇并內(nèi)插方法,有效的保留了圖像信息,滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。(2)研究了一種基于多特征級(jí)聯(lián)的紅外行人檢測(cè)方法。利用感興趣區(qū)域長(zhǎng)寬比特征和頭部Haar特征組成初級(jí)分類器,改進(jìn)的HOG-SVM完成最終行人識(shí)別。研究并實(shí)現(xiàn)了改進(jìn)的HOG特征提取算法和自適應(yīng)縮放因子獲取算法,在保證檢測(cè)準(zhǔn)確率的基礎(chǔ)上,提高了檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)時(shí)性,同時(shí)針對(duì)目標(biāo)被遮擋情況,進(jìn)行了遮擋情況推理和局部特征識(shí)別,局部特征描述算子采用HOG和CS-LBP級(jí)聯(lián)特征,進(jìn)一步提高了檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于特殊情況的魯棒性。實(shí)驗(yàn)表明,本文檢測(cè)方法能夠達(dá)到較高的檢測(cè)率,且滿足系統(tǒng)實(shí)時(shí)性要求。(3)完成了掘進(jìn)車載侵入人員紅外監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建。具體包括:完成了系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、部件選型、現(xiàn)場(chǎng)裝調(diào);設(shè)計(jì)了侵入人員監(jiān)測(cè)預(yù)警策略,完成了面向?qū)ο蟮娜藱C(jī)交互程序設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)集成控制終端與各功率執(zhí)行部件的通訊中斷控制,滿足了除塵實(shí)時(shí)性、探測(cè)預(yù)警實(shí)時(shí)性要求。完成了煤礦井下外場(chǎng)安裝和功能效果的驗(yàn)證,針對(duì)實(shí)際情況中出現(xiàn)的多種情況包括多人以及局部目標(biāo)均進(jìn)行了檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)表明,本文設(shè)計(jì)的人員監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)在煤礦井下低能見(jiàn)度的復(fù)雜工況環(huán)境中具備較好的適應(yīng)性,且能夠應(yīng)用于煤礦實(shí)際生產(chǎn)中。
【學(xué)位授予單位】：天津大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TP391.41;TN219
【圖文】：

使煤炭能源在我國(guó)發(fā)揮著不可替代的作用[1]。其資源需求量煤礦開(kāi)采速度越來(lái)越快，同時(shí)在開(kāi)采過(guò)程中發(fā)生的礦工受傷和增加，煤礦安全監(jiān)管問(wèn)題[2]越來(lái)越受到各方面的高度重視。煤發(fā)生率遠(yuǎn)高于其他行業(yè)，因此對(duì)于煤礦的安全生產(chǎn)和對(duì)煤礦生控的研究是一項(xiàng)艱巨而又緊迫的任務(wù)。題來(lái)源于“煤礦侵入人員監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)”項(xiàng)目，項(xiàng)目背景源于測(cè)和保護(hù)，如圖 1-1 所示，掘進(jìn)機(jī)械在煤礦開(kāi)采過(guò)程中發(fā)揮著作業(yè)時(shí)要求不能有人員靠近掘進(jìn)危險(xiǎn)區(qū)域，但由于機(jī)械駕駛員一直集中注意力觀察掘進(jìn)機(jī)械周圍的情況，且受到煤礦井下巷度低等因素的影響，導(dǎo)致實(shí)際觀測(cè)結(jié)果很不理想，經(jīng)常會(huì)有作域而造成不必要的傷害。因此，研究一種侵入人員監(jiān)測(cè)預(yù)警準(zhǔn)確實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，在有人員接近掘進(jìn)機(jī)械警戒區(qū)域時(shí)提前告警程中的事故率和死亡率以及保證作業(yè)人員的人身安全具有重。

進(jìn)車載侵入人員紅外監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。光譜響應(yīng)特性是指對(duì)于不同像探測(cè)器，其響應(yīng)范圍為 8μ熱成像探測(cè)器，針對(duì)兩種不同低能見(jiàn)度粉塵條件下對(duì)二者的在人體目標(biāo)輪廓保持能力、圖合于該特種環(huán)境下的成像探測(cè)集部件，與之匹配的紅外鏡頭鏡頭，其視場(chǎng)可以滿足監(jiān)測(cè)范結(jié)合對(duì)經(jīng)濟(jì)成本的考慮，本系體參數(shù)見(jiàn)表 2-1：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2726248