本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查及操作培訓(xùn)方法，排查步驟：實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；存儲所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像，并將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；根據(jù)采煤機故障提示，通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作組面的立體聲音和立體圖像并排查采煤機故障情況。培訓(xùn)步驟：包括以下步驟：實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；同步存儲采煤機動作指令數(shù)據(jù)；通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作面的立體聲音和立體圖像，通過顯示界面同步呈現(xiàn)所述動作指令數(shù)據(jù)。
【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及無人工作面采煤
，具體涉及一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查及操作培訓(xùn)方法。
技術(shù)介紹
煤礦采集是一個非常復(fù)雜的生產(chǎn)系統(tǒng)，井下作業(yè)環(huán)境非常惡劣、作業(yè)空間狹小及危險的多變性，隱蔽性和受各種突發(fā)情況影響等給安檢人員和礦工進行安全教育與培訓(xùn)，提高煤礦主管部門監(jiān)督管理的職能等問題帶來難度。常規(guī)培訓(xùn)教育一般靠文字、工程、圖紙等來了解和熟悉煤礦生產(chǎn)系統(tǒng)和運行狀況。用文字和圖紙來講授和學(xué)習(xí)，很難形象直觀地反映出井下設(shè)備運轉(zhuǎn)和巷道布置與支護等真實情況，效果也并不理想，深入礦井現(xiàn)場認(rèn)識井下生產(chǎn)狀況雖然是最基本最可靠的一種方法，但是費時費力。如果單純采用虛擬建模進行場景模擬，而沒有現(xiàn)場三維音頻采集和三維圖像采集，無論如何仿真都無法精確重現(xiàn)事故現(xiàn)場情景。公告號為CN105405335A的中國專利文獻公開了一種煤礦綜采工作面遠程控制虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)，包括遠程控制操控臺、高速多通道數(shù)據(jù)采集卡和計算機，在計算機內(nèi)嵌入虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)，所述的遠程控制操控臺包括各種功能開關(guān)、手柄和旋鈕，控制虛擬綜采工作面設(shè)備；所述的高速多通道數(shù)據(jù)采集卡，用于采集遠程控制操控臺上安裝的各種功能開關(guān)、手柄、旋鈕發(fā)出的多路開關(guān)量和模擬量；所述的計算機將采集的多路開關(guān)量和模擬量進行處理和存儲，通過數(shù)據(jù)庫接口程序，實現(xiàn)虛擬綜采工作面設(shè)備的顯示；利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)講現(xiàn)場抽象為理想條件進行培訓(xùn)，而煤礦生產(chǎn)條件千差萬別，各自的典型災(zāi)害也多種多樣，虛擬技術(shù)對這些災(zāi)害的模擬會出現(xiàn)較大的偏差。另外，目前無人工作面的監(jiān)控設(shè)備往往是間隔布置在支架上，有視覺盲區(qū)，并且無法判斷前方物體的深淺，不能實現(xiàn)對采煤機的遠程操作，并且沒有立體聲采集設(shè)備，當(dāng)采煤機錯誤割到支架的時候無法辨別具體事故發(fā)生的方位，不利于遠程操控的工作人員及時處理問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的在于提供一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查及操作培訓(xùn)方法，用以解決無人工作面的監(jiān)控設(shè)備無法有效辨別故障發(fā)生方位的問題，同時解決了現(xiàn)有的虛擬培訓(xùn)系統(tǒng)無法精確重現(xiàn)事故現(xiàn)場情景的問題。為實現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了如下技術(shù)方案：一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其包括以下步驟：S1、實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；S2、存儲所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像，并將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；S3、根據(jù)采煤機故障提示，通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作組面的立體聲音和立體圖像并排查采煤機故障情況。進一步的，所述步驟S1中，通過兩個具有人眼間距的攝像機獲得所述兩個視角圖像；通過兩個具有人耳間距的麥克風(fēng)陣列獲得所述兩個方位聲音。進一步的，所述步驟S3中，所述立體圖像設(shè)備是3D圖像播放界面和3D眼鏡，或者集成3D圖像播放界面的3D頭盔；所述立體聲音設(shè)備是具有方位辨別功能的3D耳機。立體圖像獲取原理說明：立體圖像就是用兩個鏡頭如人眼那樣的拍攝裝置，拍攝下景物的雙視點圖像；再通過兩臺放映設(shè)備，把兩個視點的圖像同步放映，使這略有差別的兩幅圖像顯示在銀幕上，使左眼只看到左圖像，右眼只看到右圖像，從而再現(xiàn)立體圖像，在兩個放映設(shè)備前的偏振片的偏振方向互相垂直，因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直，這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到人眼處，偏振光方向不改變，人們使用對應(yīng)上述的偏振光的偏振眼鏡觀看，即左眼只能看到左機映出的畫面，右眼只能看到右機映出的畫面，這樣就會看到立體景像，這就是立體圖像的原理；上述立體圖像再現(xiàn)可以通過計算機播放軟件與3D眼睛結(jié)合來實現(xiàn)。立體聲音獲取原理說明：立體聲音是通過人體的雙耳效應(yīng)，如果錄音時能夠把不同聲源的空間位置反映出來，使人們在聽錄音時，就好像身臨其境直接聽到各方面的聲源發(fā)音一樣。通過兩個具有人耳間距的麥克風(fēng)，對現(xiàn)場的聲音進行采集，在通過兩個與麥克風(fēng)位置相對應(yīng)的揚聲器再現(xiàn)現(xiàn)場的聲音，聽到的聲音就會有很好的立體感，這就是兩聲道立體聲錄音。進一步的，兩個具有人眼間距的攝像機和兩個具有人耳間距的麥克風(fēng)陣列集成設(shè)置在同一井下影音捕捉裝置上，所述井下影音捕捉裝置設(shè)置在所述采煤機的機架上。進一步的，所述井下影音捕捉裝置按照預(yù)定運動軌跡實時獲取無人工作面的兩個視角圖像和兩個方位聲音。進一步的，所述步驟S1中，利用運動捕捉設(shè)備實時獲得地面操作人員頭部的動作信號，根據(jù)所述動作信號生成所述井下影音捕捉裝置同步運動信號。可選地，所述運動捕捉設(shè)備是安裝在地面操作人員頭部的三坐標(biāo)陀螺儀。進一步的，所述井下影音捕捉裝置包括影音探測頭、連桿、旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)、轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)以及固定連接座，所述連桿包括第一連桿和第二連桿，所述旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)包括第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，所述轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)包括第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)、第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)和第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)；所述影音探測頭通過所述第二旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與所述第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)連接，所述第三轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)設(shè)置在所述第一連桿一端，所述第一連桿另一端通過第二轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)與所述第二連桿的一端連接，所述第二連桿的另一端具有第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)，所述第一轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)通過所述第一旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)與所述固定連接座連接，所述固定連接座設(shè)置在采煤機上。進一步的，所述影音探測頭上設(shè)置有兩個攝像機和兩個麥克風(fēng)陣列，所述兩個攝像機位于所述影音探測頭同一側(cè)面，具有人眼間距；所述兩個麥克風(fēng)陣列分別位于另外兩個相對的側(cè)面，具有人耳間距。基于上述工作面沉浸式遠程故障排查方法，本專利技術(shù)還提供了一種無人工作面采煤機沉浸式操作培訓(xùn)方法，其包括以下步驟：S1、實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；S2、將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；同步存儲采煤機動作指令數(shù)據(jù)；S3、通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作面的立體聲音和立體圖像，通過顯示界面同步呈現(xiàn)所述動作指令數(shù)據(jù)。進一步的，所述步驟S3中，根據(jù)所述動作指令數(shù)據(jù)，在一模擬操作界面中進行采煤機模擬操作。進一步的，所述模擬操作界面記錄所述模擬操作指令，與所述動作指令數(shù)據(jù)對比，判斷所述模擬操作指令情況。本專利技術(shù)方法具有如下優(yōu)點：本專利技術(shù)通過三維影音技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對無人工作面采煤機實時監(jiān)測，通過對立體聲音和立體圖像的重現(xiàn)或者實時觀測，能夠及時準(zhǔn)確整個采煤機故障進行初步排查。本專利技術(shù)利用三維影音技術(shù)和模擬操作界面重新了無人工作面采煤機的真實工作場景，彌補了三維動畫培訓(xùn)無法完全呈現(xiàn)現(xiàn)場情況的弊端。記錄了整個采煤機工人的操作流程，可以選取優(yōu)秀的采煤機工作操作典范，在培訓(xùn)期間將其原封不動的呈現(xiàn)給被培訓(xùn)者，比傳統(tǒng)的三維動畫培訓(xùn)更加直觀、真實、可靠。附圖說明圖1是本專利技術(shù)提供的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法流程圖。圖2是本專利技術(shù)提供的一種無人工作面采煤機沉浸式操作培訓(xùn)方法流程圖。圖3是本專利技術(shù)的井下影音捕捉裝置主視圖。圖4是本專利技術(shù)的井下影音捕捉裝置左視圖。圖5是本專利技術(shù)的井下影音捕捉裝置三維立體圖。具體實施方式以下實施例用于說明本專利技術(shù)，但不用來限制本專利技術(shù)的范圍。本專利技術(shù)的技術(shù)方案的總體思路如下：利用立體圖像和立體聲音設(shè)備來獲取無人工作面采煤機現(xiàn)場的影音數(shù)據(jù)，然后利用3D圖像和立體音頻技術(shù)，在地面操作平臺界面上呈現(xiàn)現(xiàn)在采集的影音數(shù)據(jù)，通過圖像和聲音判斷采煤機的運行情況，實現(xiàn)對采煤機故障的快速排查，不需要進入井下工作面，而且通過三維再現(xiàn)，能夠最真實的反映采煤機運行情況。通過結(jié)合采煤機動作指令本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護點】
一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；S2、存儲所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像，并將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；S3、根據(jù)采煤機故障提示，通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作組面的立體聲音和立體圖像并排查采煤機故障情況。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：包括以下步驟：S1、實時采集無人工作面的兩個方位聲音和兩個視角圖像；S2、存儲所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像，并將所述兩個方位聲音和所述兩個視角圖像傳輸?shù)降孛娌僮髌脚_；S3、根據(jù)采煤機故障提示，通過立體聲音設(shè)備和立體圖像設(shè)備獲得無人工作組面的立體聲音和立體圖像并排查采煤機故障情況。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：所述步驟S1中，通過兩個具有人眼間距的攝像機獲得所述兩個視角圖像；通過兩個具有人耳間距的麥克風(fēng)陣列獲得所述兩個方位聲音。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：所述步驟S3中，所述立體圖像設(shè)備是3D圖像播放界面和3D眼鏡，或者集成3D圖像播放界面的3D頭盔；所述立體聲音設(shè)備是具有方位辨別功能的3D耳機。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：兩個具有人眼間距的攝像機和兩個具有人耳間距的麥克風(fēng)陣列集成設(shè)置在同一井下影音捕捉裝置上，所述井下影音捕捉裝置設(shè)置在所述采煤機的機架上。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：所述井下影音捕捉裝置按照預(yù)定運動軌跡實時獲取無人工作面的兩個視角圖像和兩個方位聲音。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無人工作面采煤機沉浸式遠程故障排查方法，其特征在于：所述步驟S1中，利用運動捕捉設(shè)備實時獲得地面操作人員頭部的動作信號，根據(jù)所述動作信號生成所述井下影音捕捉裝置同步運動信號。7.根據(jù)權(quán)利要求6...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：魏立科，
申請(專利權(quán))人：魏立科，
類型：發(fā)明
國別省市：北京;11
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