一種結構簡單的煤巖識別裝置制造方法及圖紙

本實用新型專利技術公開了一種結構簡單的煤巖識別裝置，包括防爆外殼、數據處理單元、光源、攝像機和步進電機；數據處理單元包括主控制器、圖像處理控制電路、采集卡、存儲器、步進電機控制電路、光源控制電路以及圖像采集控制電路，主控制器控制連接步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及圖像處理控制電路；圖像處理控制電路控制連接采集卡，攝像機的信號輸出端連接采集卡的輸入端，采集卡的輸出端連接存儲器，圖像處理控制電路連接存儲器的數據輸入輸出端，圖像處理控制電路的信號輸出端連接采煤機控制器。本實用新型專利技術結構簡單、耐用性強、成本較低，解決目前煤巖識別裝置由于加裝各類傳感器，導致結構復雜、成本高的問題。

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及圖像識別
，用于識別煤炭生產過程中的煤和巖，具體是一種結構簡單的煤巖識別裝置。
技術介紹
煤巖識別即通過煤巖識別裝置自動識別出煤或巖石。在煤炭生產過程中，煤巖識別技術可廣泛應用于滾筒采煤、掘進、放頂煤開采、原煤選矸石等生產環節，對于減少采掘工作面作業人員、減輕工人勞動強度、改善作業環境、實現煤礦安全高效生產具有重要意義。目前的煤巖識別裝置存在以下問題：①需要在現有設備上加裝各類傳感器獲取信息，導致裝置結構復雜，成本高。②采煤機滾筒、掘進機等設備在生產過程中受力復雜、振動劇烈、磨損嚴重、粉塵大，傳感器部署比較困難，容易導致機械構件、傳感器和電氣線路受到損壞，裝置可靠性差。③對于不同類型機械設備，傳感器的最佳類型和信號拾取點的選擇存在較大區別，需要進行個性化定制，系統的適應性差。
技術實現思路
本技術的目的在于提供一種結構簡單的煤巖識別裝置，本技術的煤巖識別裝置無需大量的傳感器，結構簡單、耐用性強、成本較低、易于部署，為自動化采掘、自動化放煤、自動化選矸等生產過程提供了可靠的煤巖識別信息，用以解決目前的煤巖識別裝置由于加裝各類傳感器，導致裝置結構復雜、成本高的問題。為實現上述目的，本技術采用的技術方案是：一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的煤巖識別裝置包括防爆外殼，以及設置于防爆外殼內的數據處理單元、光源、攝像機和步進電機。所述的數據處理單元包括主控制器、圖像處理控制電路、采集卡、存儲器、步進電機控制電路、光源控制電路以及圖像采集控制電路；所述主控制器的控制輸出端分別連接步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及圖像處理控制電路，用于控制整個煤巖識別裝置的運行；所述的光源控制電路控制連接光源，所述的步進電機控制電路控制連接步進電機，所述的圖像采集控制電路控制連接攝像機，所述的圖像處理控制電路控制連接采集卡；所述攝像機的信號輸出端連接采集卡的輸入端，所述采集卡的輸出端連接存儲器的輸入
端口，所述采集卡用于將攝像機獲取的煤巖圖像數據進行壓縮并存儲到存儲器中；所述圖像處理控制電路連接存儲器的數據輸入輸出端，所述圖像處理控制電路的信號輸出端用于與采煤機控制器連接。進一步地，根據本技術所述的一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的防爆外殼有內外兩層，兩層之間加有冷卻液。進一步地，根據本技術所述的一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的防爆外殼上設置有防爆透視窗，所述的防爆透視窗鑲嵌在防爆外殼正面的中心區域，所述攝像機的鏡頭對準防爆透視窗的中心設置，用于透過防爆透視窗采集煤巖圖像。進一步地，根據本技術所述的一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的煤巖識別裝置包括電動伸縮桿和清潔毛刷，所述的電動伸縮桿和清潔毛刷設置于防爆外殼的外面，所述的清潔毛刷安裝在電動伸縮桿上，所述步進電機與電動伸縮桿相連，所述的清潔毛刷用于定時清理防爆透視窗。進一步地，根據本技術所述的一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的防爆透視窗是一塊直徑為60mm，厚度為13mm的圓形高清防爆玻璃。進一步地，根據本技術所述的一種結構簡單的煤巖識別裝置，所述的圖像處理控制電路采用數字信號處理器，并加裝散熱器。本技術達到的有益效果是：本技術的煤巖識別裝置無需加裝大量的傳感器采集各類數據信息，結構簡單，易于部署，大大降低了裝置的成本。本技術的防爆外殼是由雙層中間加冷卻液的方式構成，再加上圖像處理控制電路裝有散熱器，這樣構成一個較好的散熱系統，可降低系統工作的溫度，避免因裝置內部溫度過高而損壞元器件，提高了裝置的耐用性。附圖說明圖1是本技術所述煤巖識別裝置的結構圖；圖2是本技術所述數據處理單元的結構原理圖；圖3是本裝置的工作流程圖。圖1中，1.數據處理單元，2.光源，3.攝像機，4.步進電機，5.防爆透視窗，6.電動伸縮桿，7.清潔毛刷，8.煤巖對象，9.帶塞進口孔，10.防爆外殼，11.冷卻液。具體實施方式下面結合附圖和具體的實施例對本技術作進一步詳細的說明。如圖1所示，本技術所述的煤巖識別裝置包括數據處理單元、光源、攝像機、步進電機，電動伸縮桿、清潔毛刷和防爆外殼。數據處理單元、光源、攝像機和步進電機均設置于防爆外殼內，電動伸縮桿和清潔毛刷設置于防爆外殼外面，所述防爆外殼用于井下防爆，所述防爆外殼上設置有防爆透視窗，所述數據處理單元控制連接光源、攝像機和步進電機，所述光源用于照亮煤巖對象，所述攝像機用于采集煤巖圖像，所述步進電機控制連接電動伸縮桿，所述電動伸縮桿上安裝清潔毛刷，所述數據處理單元控制步進電機帶動電動伸縮桿動作，通過清潔毛刷定時清理防爆透視窗。如圖2所示，本技術所述的數據處理單元包括主控制器、圖像處理控制電路、采集卡、存儲器、步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及通信模塊。所述主控制器的控制輸出端分別連接步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及圖像處理控制電路，用于通過收發各種指令信號，控制整個裝置的運行。所述的光源控制電路控制連接光源，所述的步進電機控制電路控制連接步進電機，所述的圖像采集控制電路控制連接攝像機，所述的圖像處理控制電路控制連接采集卡，所述攝像機的信號輸出端連接采集卡的輸入端，所述采集卡的輸出端連接存儲器的輸入端口，所述采集卡用于將攝像機獲取的煤巖圖像數據進行壓縮并存儲到存儲器中，所述圖像處理控制電路連接存儲器的輸入輸出端，所述圖像處理控制電路的信號輸出端用于通過通信模塊與采煤機控制器連接，所述通信模塊用于將煤巖圖像的識別結果傳遞給采煤機控制器，煤機控制器再根據識別控制采煤機的采煤軌跡。本實施例的圖像處理控制電路采用數字信號處理器(DSP)，并加裝散熱器，本實施例的DSP可選用TI公司TMS320C6000系列的芯片。所述采集卡和存儲器用于對煤巖圖像數據的壓縮與存儲。本實施例的防爆透視窗是一塊直徑為60mm，厚度為13mm的圓形高清防爆玻璃，鑲嵌在防爆外殼正面的中心區域，攝像機的鏡頭對準防爆玻璃的中心設置，用于透過防爆玻璃采集煤巖圖像，防爆外殼采用雙層殼壁，所述雙層殼壁是由抗爆、質地堅硬的金屬制作而成，有助于散熱。雙層殼壁構成封閉的空間，從帶塞進口孔添加冷卻液，冷卻液可選用水，既方便易得，又有很好的吸熱效果。這樣的構造有助于降低防爆外殼內部系統的溫度。本實施例的光源是由多組LED陣列加裝漫反射板組成，并均勻對稱的分布在半球面上，組成一個高亮度環形白光照明燈。其中，LED陣列點亮的數目由光源控制電路控制，為采集煤巖圖像提供合適的照明。本實施例的攝像機是一個電荷耦合器件(CCD)攝像機，用于采集煤巖對象圖像，具有自動調焦和自動調節曝光功能，其采集動作由圖像采集控制電路觸發控制。本實施例的步進電機選用多相步進電機，能將步進電機控制電路輸出的電脈沖信號轉換成電動伸縮桿的線位移，帶動清潔毛刷上下一定的距離，清潔防爆透視窗。如圖3，本技術煤巖識別裝置的工作過程如下：A.日常工作前，采集當地采煤工作面的煤、巖樣本圖像，由主控制器點亮光源，步進電機控制電路間接控制清潔毛刷清理防爆透視窗一次，圖像采集控制電路控制攝像機采集不同光照、不同視點條件下的煤巖圖像數據，并通過采集卡壓縮后存入存儲器；B.圖像處理控制電路讀取存儲器中的煤巖圖像本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種結構簡單的煤巖識別裝置，其特征在于：所述的煤巖識別裝置包括防爆外殼，以及設置于防爆外殼內的數據處理單元、光源、攝像機和步進電機；所述的數據處理單元包括主控制器、圖像處理控制電路、采集卡、存儲器、步進電機控制電路、光源控制電路以及圖像采集控制電路；所述主控制器的控制輸出端分別連接步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及圖像處理控制電路，用于控制整個煤巖識別裝置的運行；所述的光源控制電路控制連接光源，所述的步進電機控制電路控制連接步進電機，所述的圖像采集控制電路控制連接攝像機，所述的圖像處理控制電路控制連接采集卡；所述攝像機的信號輸出端連接采集卡的輸入端，所述采集卡的輸出端連接存儲器的輸入端口，所述采集卡用于將攝像機獲取的煤巖圖像數據進行壓縮并存儲到存儲器中；所述圖像處理控制電路連接存儲器的數據輸入輸出端，所述圖像處理控制電路的信號輸出端用于與采煤機控制器連接。

【技術特征摘要】
1.一種結構簡單的煤巖識別裝置，其特征在于：所述的煤巖識別裝置包括防爆外殼，以及設置于防爆外殼內的數據處理單元、光源、攝像機和步進電機；所述的數據處理單元包括主控制器、圖像處理控制電路、采集卡、存儲器、步進電機控制電路、光源控制電路以及圖像采集控制電路；所述主控制器的控制輸出端分別連接步進電機控制電路、光源控制電路、圖像采集控制電路以及圖像處理控制電路，用于控制整個煤巖識別裝置的運行；所述的光源控制電路控制連接光源，所述的步進電機控制電路控制連接步進電機，所述的圖像采集控制電路控制連接攝像機，所述的圖像處理控制電路控制連接采集卡；所述攝像機的信號輸出端連接采集卡的輸入端，所述采集卡的輸出端連接存儲器的輸入端口，所述采集卡用于將攝像機獲取的煤巖圖像數據進行壓縮并存儲到存儲器中；所述圖像處理控制電路連接存儲器的數據輸入輸出端，所述圖像處理控制電路的信號輸出端用于與采煤機控制器連接。2.如權利要求1所述的...

【專利技術屬性】
技術研發人員：伍云霞，田一民，
申請(專利權)人：中國礦業大學北京，
類型：新型
國別省市：北京;11