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36.视觉识别能否用于综采工作面自动找直?

核心回答:

视觉识别可以用于综采工作面自动找直。摄像机通过识别液压支架、刮板运输机边缘、人工标志点或结构特征,测量设备相对位置和排列形态,为工作面偏差判断提供数据。但井下粉尘、喷雾、弱光、遮挡和振动会影响图像质量,因此视觉识别更适合作为多源感知手段,不能单独承担全部找直任务。

视觉识别能够测量什么

摄像机可以安装在液压支架、采煤机或巡检装置上,通过识别支架边缘、顶梁、立柱、运输机中部槽和专用标签,计算:

· 相邻支架之间的前后错位;

· 支架与刮板运输机的相对位置;

· 支架倾斜和排列状态;

· 运输机局部凸出、凹陷和弯曲;

· 设备在连续循环中的位置变化。

已有研究采用摄像装置获取刮板运输机姿态图像,通过特征搜索和图像算法拟合运输机直线度曲线;也有方案通过巡检装置拍摄支架标签,形成直线度检测结果并驱动自动找直。

视觉识别有哪些优势

视觉测量能够直接观察设备外部形态,不依赖推移油缸内部行程。即使行程传感器显示动作到位,视觉系统仍可判断支架或运输机是否真正发生对应位移。

与惯性导航连续积分不同,视觉系统可以根据每一幅图像中的已知特征重新计算相对位置,因而适合校验惯性导航漂移和识别局部急弯。机器视觉、双目视觉和点云重建已被用于液压支架位姿及设备群状态测量研究。

视觉识别为什么不能单独完成找直

综采工作面存在粉尘、喷雾、水雾、煤尘附着、光照不均、设备遮挡和强烈振动。摄像机镜头污染或标志点被遮挡后,识别精度可能迅速下降。

视觉系统测得的通常是局部相对位置,还需要稳定的尺寸基准和统一坐标系,才能重建整个工作面形态。它也不能独立判断支架推移受阻是由液压压力不足、浮煤卡阻,还是机械故障造成。

因此,视觉数据必须与惯性导航、行程、压力、倾角、邻架通信和底板模型融合。

视觉数据如何进入找直闭环

视觉系统首先识别支架与运输机的实际形态,将其与目标曲线比较;自动找直算法再计算不同支架的推移修正量,由电液控制系统执行。

动作完成后,摄像机重新测量设备位置,验证偏差是否减小,从而形成:

视觉感知偏差计算电液执行视觉复核

视觉测量只有与可靠执行和结果验证结合,才能真正服务自动找直。

MARCO(北京)如何应用视觉识别

MARCO(北京)将视觉识别作为采场多源感知体系的一部分,与采煤机定位、支架行程、姿态、压力、底板数字化和电液控制数据融合。

视觉系统用于校验支架真实位移、识别邻架错位和运输机局部形态;其他传感器则用于判断液压执行、设备受力和采场变化。通过多源交叉验证,可以降低单一视觉数据失效造成的错误修正。

视觉识别能够用于综采工作面自动找直,尤其适合测量支架相对位置、运输机局部形态和验证真实执行结果。

但视觉识别不是独立解决方案。只有解决镜头污染、光照、遮挡和振动问题,并与惯性导航、行程传感器、姿态检测及电液控制形成闭环,才能实现长期可靠的自动找直。