本發(fā)明涉及一種基于圖像的掘進(jìn)機(jī)異常工作及災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及圖像跟蹤和通信等領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

煤炭是我國(guó)重要的基礎(chǔ)能源和原料，以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不會(huì)改變，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，煤炭的需求量越來(lái)越大，伴隨的煤礦安全事故也在不斷增多。煤炭資源安全高效開發(fā)利用技術(shù)成為了國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。最有效的解決方案之一是實(shí)現(xiàn)煤礦生產(chǎn)裝備機(jī)械化及自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)井下無(wú)人或少人開采。

隨著煤礦安全重要性的提高和煤炭開采技術(shù)的發(fā)展，井下采煤工作面實(shí)現(xiàn)少人或者無(wú)人開采是必然趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)井下少人或者無(wú)人開采的必要條件是井下采煤裝備機(jī)械化、自動(dòng)化和對(duì)其的實(shí)時(shí)監(jiān)控。掘進(jìn)機(jī)是綜采工作面最重要的設(shè)備之一，其正常運(yùn)行是整個(gè)綜采工作面完成采掘作業(yè)的基礎(chǔ)，故對(duì)掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)是煤礦井下綜采工作面的一項(xiàng)重要任務(wù)。

目前掘進(jìn)機(jī)監(jiān)控功能多由傳感器實(shí)現(xiàn)完成。現(xiàn)有傳感器模式絕大部分采用有線連接，在實(shí)際應(yīng)用中由于空間有限、工況惡劣，在工程布置及維護(hù)中會(huì)投入較多精力，且往往會(huì)因?yàn)闄C(jī)械運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生連接線路的損壞，影響傳感器的精度。在機(jī)器開始工作中，會(huì)產(chǎn)生大量的電磁干擾，影響通信信號(hào)的傳播。同時(shí)，在實(shí)際掘進(jìn)情況下，伴隨著大量的煤塊墜落，安裝在掘進(jìn)機(jī)上的傳感器不可避免的會(huì)受到碰撞，雖然有相應(yīng)的防護(hù)措施，但長(zhǎng)時(shí)間的碰撞仍然會(huì)影響傳感器的精度。為避免碰撞、機(jī)械振動(dòng)帶來(lái)的影響，需要新的煤礦井下掘進(jìn)機(jī)異常工作監(jiān)測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，可第一時(shí)間準(zhǔn)確地對(duì)掘進(jìn)機(jī)異常工作進(jìn)行報(bào)警，為井下掘進(jìn)機(jī)安全作業(yè)提供一份保障。因此本發(fā)明提出一種基于掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器的掘進(jìn)機(jī)異常工作及災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)，根據(jù)掘進(jìn)機(jī)的不同異常工作狀態(tài)，該系統(tǒng)可發(fā)出不同報(bào)警信號(hào)，包括：偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；切割受阻報(bào)警信號(hào)。根據(jù)掘進(jìn)機(jī)跟蹤丟失后監(jiān)測(cè)畫面灰度值處理結(jié)果，該系統(tǒng)可發(fā)出不同報(bào)警信號(hào)，包括：突發(fā)水災(zāi)報(bào)警信號(hào)；瓦斯泄露報(bào)警信號(hào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出一種基于圖像的掘進(jìn)機(jī)異常工作及災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)，所述系統(tǒng)主要包括：攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)控制器、分站、礦用以太網(wǎng)、存儲(chǔ)服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器、監(jiān)控終端；其中攝像機(jī)、視頻服務(wù)器、分站和掘進(jìn)機(jī)控制器在井下安裝，存儲(chǔ)服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器和監(jiān)控終端安裝于井上；攝像機(jī)分別安裝于煤礦井下掘進(jìn)巷道頂部中間和掘進(jìn)機(jī)上，攝像機(jī)采集掘進(jìn)工作面現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像；掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器將安裝于巷道頂部的多部攝像機(jī)采集的圖像拼接為一幅圖像，跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)；掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收安裝于掘進(jìn)機(jī)上的攝像機(jī)采集的視頻，跟蹤監(jiān)測(cè)切割頭的工作狀態(tài)；該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，若判斷掘進(jìn)機(jī)異常工作，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)；該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)跟蹤丟失后監(jiān)測(cè)畫面灰度值處理結(jié)果進(jìn)行突發(fā)災(zāi)害判斷，若判斷有突發(fā)災(zāi)害，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)；報(bào)警信號(hào)通過(guò)礦用以太網(wǎng)傳輸至井上監(jiān)控終端；監(jiān)控終端負(fù)責(zé)顯示報(bào)警信息，通過(guò)訪問(wèn)視頻服務(wù)器獲得現(xiàn)場(chǎng)視頻，通過(guò)訪問(wèn)存儲(chǔ)服務(wù)器獲得歷史現(xiàn)場(chǎng)視頻。具體方法包括：

1.在煤礦井下掘進(jìn)巷道頂部中間均勻安裝多部攝像機(jī)，在掘進(jìn)機(jī)上安裝攝像機(jī)；在攝像機(jī)旁安裝輔助光源，光投射方向與攝像機(jī)視頻采集方向一致。

2.掘進(jìn)機(jī)控制器采集掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)和水系統(tǒng)噴霧數(shù)據(jù)，分站接收掘進(jìn)機(jī)控制器上傳的數(shù)據(jù)，通過(guò)礦用以太網(wǎng)上傳至掘進(jìn)機(jī)服務(wù)器、存儲(chǔ)服務(wù)器和監(jiān)控終端。

3.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器位于井上，將接收到的數(shù)字視頻數(shù)據(jù)和掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)輸出到核心處理器，處理器將采集的圖像拼接為一幅圖像，并存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊中。

4.分別對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)部位置A進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_A；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)本體部B進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_B；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)切割頭O進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_O；k幀時(shí)，分別在I_A、I_B、I_O周圍采集兩個(gè)樣本集D^α＝{z|||I_N-I_z||<α}和D^δ,β＝{z|δ<||I_N-I_z||<β}，其中，α<δ<β，I_z表示樣本位置，I_N表示在I_A、I_B、I_O周圍采集的樣本位置；令D^α為正樣本(滾筒圖像)，D^δ，β為負(fù)樣本(背景圖像)，根據(jù)下列公式計(jì)算隨機(jī)測(cè)量矩陣：r_ij表示隨機(jī)測(cè)量矩陣的元素、s取2或者3，均表示概率；然后對(duì)樣本圖像進(jìn)行多尺度變換，計(jì)算類Harr特征，通過(guò)上述測(cè)量矩陣對(duì)多尺度圖像特征進(jìn)行降維，計(jì)算降維后的正負(fù)樣本特征的期望和標(biāo)準(zhǔn)差，并用其來(lái)訓(xùn)練樸素貝葉斯分類器；k+1幀的時(shí)候，分別對(duì)圖像設(shè)定區(qū)域A、B、O內(nèi)上一幀跟蹤到的目標(biāo)位置的周圍采樣n個(gè)掃描窗口，通過(guò)同樣的稀疏測(cè)量矩陣對(duì)采樣的窗口降維，提取特征，然后用k幀訓(xùn)練好的樸素貝葉斯分類器進(jìn)行分類，令分類分?jǐn)?shù)最大的窗口記作目標(biāo)窗口，并分別更新I_A、I_B、I_O。

5.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)部位置I_A，跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)本體部位置I_B，建立數(shù)學(xué)模型，每間隔時(shí)間T₀，計(jì)算掘進(jìn)機(jī)偏離工作軌道距離d，該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)偏離工作軌道距離d監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，若判斷掘進(jìn)機(jī)工作軌道偏離，則發(fā)出偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；T₀通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

6.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器接收安裝于掘進(jìn)機(jī)上的攝像機(jī)采集的視頻，跟蹤監(jiān)測(cè)切割頭的位置I_O，該系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)切割頭位置進(jìn)行切割受阻判讀，若判斷切割受阻，則發(fā)出切割受阻報(bào)警信號(hào)。

7.掘進(jìn)機(jī)切割頭跟蹤丟失后，對(duì)隨后的圖像進(jìn)行灰度值提取與計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，判斷是否發(fā)生水災(zāi)、瓦斯泄露，根據(jù)判斷結(jié)果，該系統(tǒng)可發(fā)出不同類型的報(bào)警信號(hào)。

8.報(bào)警信號(hào)包括：偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；切割受阻報(bào)警信號(hào)；突發(fā)水災(zāi)報(bào)警信號(hào)；瓦斯泄露報(bào)警信號(hào)。

附圖說(shuō)明

圖1基于圖像的掘進(jìn)機(jī)異常工作及災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)示意圖。

圖2掘進(jìn)機(jī)異常工作及災(zāi)害報(bào)警系統(tǒng)的工作流程示意圖。

圖3掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器監(jiān)測(cè)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

如圖1所示，基于掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器的掘進(jìn)機(jī)異常工作報(bào)警系統(tǒng)組成主要包括：

1.攝像機(jī)(101)，采用符合煤礦隔爆要求的礦用攝像機(jī)，帶有輔助光源，安裝在煤礦井下掘進(jìn)巷道頂部中間和掘進(jìn)機(jī)上，通過(guò)同軸電纜與視頻服務(wù)器(104)連接。

2.掘進(jìn)機(jī)控制器(102)，負(fù)責(zé)采集掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳輸至存儲(chǔ)服務(wù)器，采用可編程控制器(PLC)，可編程控制器具有通信接口或通信模塊。在本實(shí)施方案中使用西門子SIMATIC S7-300。

3.分站(103)，也稱數(shù)據(jù)采集站，負(fù)責(zé)接收掘進(jìn)機(jī)控制器(102)上傳的掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)上傳至存儲(chǔ)服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器和監(jiān)控終端。分站與掘進(jìn)機(jī)控制器(102)采用RS-485標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)雙絞線通信；分站通過(guò)雙絞線或光纜與最近的井下交換機(jī)連接，采用TCP方式與井上的存儲(chǔ)服務(wù)器通信，具有隔爆外殼，符合煤礦井下隔爆要求。

4.視頻服務(wù)器(104)，也稱視頻編碼器，接收由攝像機(jī)(101)輸出的模擬視頻信號(hào)，將其數(shù)字化并壓縮編碼，通過(guò)礦用以太網(wǎng)向井上存儲(chǔ)服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器和監(jiān)控終端傳輸視頻數(shù)據(jù)。在本實(shí)施方案中選用海康DS-6701HW單路網(wǎng)絡(luò)視頻服務(wù)器，設(shè)置為組播方式。

5.井下交換機(jī)(105)，是礦用以太網(wǎng)的井下接入設(shè)備，串接形成環(huán)網(wǎng)，負(fù)責(zé)視頻服務(wù)器和其它通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備的接入和數(shù)據(jù)交換，設(shè)備接入端一般為RJ45接口，環(huán)網(wǎng)接續(xù)端為光接口，具有隔爆外殼，符合煤礦井下隔爆要求。

6.網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)(106)，是礦用以太網(wǎng)的核心管理設(shè)備，負(fù)責(zé)所有接入網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備的管理和數(shù)據(jù)交換。

7.存儲(chǔ)服務(wù)器(107)，負(fù)責(zé)接收由視頻服務(wù)器上傳的視頻數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)，為監(jiān)控終端提供現(xiàn)場(chǎng)歷史查詢調(diào)取服務(wù)。

8.掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器(108)，接收視頻服務(wù)器(104)上傳的數(shù)字視頻流和掘進(jìn)機(jī)控制器(102)上傳的掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，對(duì)視頻圖像進(jìn)行處理，監(jiān)測(cè)攝像機(jī)視頻圖像中設(shè)定區(qū)域，并參考存儲(chǔ)服務(wù)器存儲(chǔ)的相應(yīng)掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，如滿足報(bào)警條件則向監(jiān)控終端(109)輸出掘進(jìn)機(jī)異常狀態(tài)報(bào)警信號(hào)。

9.監(jiān)控終端(109)，具有聲光報(bào)警功能，接收到掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器(108)的報(bào)警數(shù)據(jù)則聲光報(bào)警；監(jiān)控終端具有實(shí)時(shí)視頻監(jiān)控和歷史視頻調(diào)取功能，生產(chǎn)管理人員通過(guò)監(jiān)控終端查看由視頻服務(wù)器(104)上傳的現(xiàn)場(chǎng)視頻圖像，也可從存儲(chǔ)服務(wù)器(107)調(diào)取歷史視頻數(shù)據(jù)。生產(chǎn)管理人員可通過(guò)煤礦通信系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，對(duì)相關(guān)人員下發(fā)應(yīng)急調(diào)度指令。監(jiān)控終端內(nèi)置井下地理信息，并具有地圖顯示引擎，本實(shí)施方案使用Map Info公司的可視化地圖組件Map X，當(dāng)掘進(jìn)機(jī)工作異常報(bào)警時(shí)可自動(dòng)顯示監(jiān)測(cè)到報(bào)警的攝像機(jī)位置。

掘進(jìn)機(jī)異常工作報(bào)警系統(tǒng)的工作過(guò)程如圖2所示：

1.(201)攝像機(jī)采集視頻圖像，將采集到的現(xiàn)場(chǎng)模擬視頻信號(hào)通過(guò)同軸電纜傳輸給視頻服務(wù)器(104)。

2.(202)視頻服務(wù)器(104)數(shù)字化模擬視頻信號(hào)并進(jìn)行壓縮編碼。

3.(203)分站(103)，接收掘進(jìn)機(jī)控制器(102)上傳的掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)。

4.(204)將視頻信號(hào)和掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)通過(guò)網(wǎng)線將數(shù)據(jù)上傳至存儲(chǔ)服務(wù)器(107)、掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器(108)和監(jiān)控終端(109)。

5.(205)存儲(chǔ)服務(wù)器(107)接收視頻信號(hào)和掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)并進(jìn)行存儲(chǔ)。

6.(206)掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器(108)接受視頻信號(hào)和掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，并通過(guò)核心處理器(201)的內(nèi)置庫(kù)處理分析視頻數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)掘進(jìn)工作面視頻中掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)，對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行判斷。

7.(207)當(dāng)監(jiān)測(cè)結(jié)果滿足報(bào)警條件時(shí)，則將報(bào)警數(shù)據(jù)使用TCP通信方式通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通信模塊(204)傳送給監(jiān)控終端(109)。

8.(208)監(jiān)控終端(108)接收到報(bào)警數(shù)據(jù)后，自動(dòng)根據(jù)攝像機(jī)編號(hào)通過(guò)地圖顯示引擎在顯示器上顯示掘進(jìn)機(jī)位置，并聲光報(bào)警提示生產(chǎn)管理人員進(jìn)行處理。

9.(209)生產(chǎn)管理人員通過(guò)監(jiān)控終端(109)訪問(wèn)存儲(chǔ)服務(wù)器(107)調(diào)取現(xiàn)場(chǎng)歷史視頻。

10.(210)生產(chǎn)管理人員同時(shí)觀看由視頻服務(wù)器(104)上傳的現(xiàn)場(chǎng)視頻，確認(rèn)報(bào)警發(fā)生過(guò)程和現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)情況。

11.(211)生產(chǎn)管理人員確認(rèn)報(bào)警后，可通過(guò)煤礦通信系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，對(duì)相關(guān)人員下發(fā)應(yīng)急調(diào)度指令。

掘進(jìn)機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器監(jiān)測(cè)流程如圖3所示：

1.(301)圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)調(diào)取監(jiān)控區(qū)域R和所有監(jiān)測(cè)運(yùn)算相關(guān)的參數(shù)。

2.(302)分別對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)部位置A進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_A；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)本體部B進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_B；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)切割頭O進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_O；k幀時(shí)，分別在I_A、I_B、I_O周圍采集兩個(gè)樣本集D^α＝{z|||I_N-I_z||<α}和D^δ,β＝{z|δ<||I_N-I_z||<β}，其中，α<δ<β，I_z表示樣本位置，I_N表示在I_A、I_B、I_O周圍采集的樣本位置；令D^α為正樣本(滾筒圖像)，D^δ，β為負(fù)樣本(背景圖像)，根據(jù)下列公式計(jì)算隨機(jī)測(cè)量矩陣：r_ij表示隨機(jī)測(cè)量矩陣的元素、s取2或者3，均表示概率；然后對(duì)樣本圖像進(jìn)行多尺度變換，計(jì)算類Harr特征，通過(guò)上述測(cè)量矩陣對(duì)多尺度圖像特征進(jìn)行降維，計(jì)算降維后的正負(fù)樣本特征的期望和標(biāo)準(zhǔn)差，并用其來(lái)訓(xùn)練樸素貝葉斯分類器；k+1幀的時(shí)候，分別對(duì)圖像設(shè)定區(qū)域A、B、O內(nèi)上一幀跟蹤到的目標(biāo)位置的周圍采樣n個(gè)掃描窗口，通過(guò)同樣的稀疏測(cè)量矩陣對(duì)采樣的窗口降維，提取特征，然后用k幀訓(xùn)練好的樸素貝葉斯分類器進(jìn)行分類，令分類分?jǐn)?shù)最大的窗口記作目標(biāo)窗口，并分別更新I_A、I_B、I_O。

3.(303)判斷圖像是否跟蹤丟失，如果丟失，則執(zhí)行(317)，否則執(zhí)行(304)。

4.(304)將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在存儲(chǔ)模塊。

5.(305)圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備建立數(shù)學(xué)模型，水平方向左負(fù)右正，垂直方向下負(fù)上正，將I_A轉(zhuǎn)換為(x_A,y_A)，I_B轉(zhuǎn)換為(x_B,y_B)，I_O轉(zhuǎn)換為(x_O,y_O)。

6.(306)每間隔時(shí)間T₀，計(jì)算掘進(jìn)機(jī)偏離工作軌道距離d，每間隔時(shí)間T₁，計(jì)算切割頭位置和切割頭移動(dòng)距離L；T₀、T₁通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

7.(307)判斷偏離距離d是否大于閾值l₁，如果大于l₁，則執(zhí)行(309)，否則執(zhí)行(308)。l₁通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

8.(308)參數(shù)m置0。

9.(309)參數(shù)m加1，其初始值為0。

10.(310)判斷參數(shù)m是否大于閾值Q₁，如果大于Q₁，則執(zhí)行(311)，否則執(zhí)行(302)。Q₁通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

11.(311)參數(shù)m置0，執(zhí)行(325)發(fā)出偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)。

12.(312)判斷切割頭移動(dòng)距離是否大于閾值l₂，如果大于l₂，則執(zhí)行(314)，否則執(zhí)行(313)。l₂通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

13.(313)次數(shù)n置0。

14.(314)次數(shù)n加1，其初始值為0。

15.(315)判斷參數(shù)n是否大于閾值Q₂，如果大于Q₂，則執(zhí)行(316)，否則執(zhí)行(302)。Q₂通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

16.(316)參數(shù)n置0，執(zhí)行(325)發(fā)出切割受阻報(bào)警信號(hào)。

17.(317)對(duì)掘進(jìn)機(jī)跟蹤丟失前最后一幀圖像I_A、I_B、I_O處標(biāo)記，提取隨后K幀圖像內(nèi)這四處位置的灰度值，并分別進(jìn)行運(yùn)算。求取K幀圖像內(nèi)大于等于設(shè)定閾值N₁的像素算術(shù)平均值，得到像素值D_H；求取K幀內(nèi)小于等于設(shè)定閾值N₂的像素算術(shù)平均值，得到像素值D_L。

18.(318)判斷D_H是否大于等于設(shè)定閾值N₃，如果大于N₃，則執(zhí)行(319)，否則執(zhí)行(322)。

19.(319)判斷噴霧是否開啟，如果開啟，則執(zhí)行(320)，否則執(zhí)行(301)。

20.(320)每間隔X幀對(duì)攝像機(jī)采集的視頻圖像f(x,y)與所存掘進(jìn)機(jī)背景圖像g(x,y)進(jìn)行累積差值處理，通過(guò)累積差值運(yùn)算處理Y幀后，求大于等于設(shè)定灰度值T₁的像素總和D_W。

21.(321)判斷D_W是否大于等于設(shè)定閾值N₄，如果大于等于N₄，則執(zhí)行(325)發(fā)出水災(zāi)報(bào)警信號(hào)，否則執(zhí)行(301)。

22.(322)判斷D_L是否大于等于設(shè)定閾值N₅，如果大于N₅，則執(zhí)行(323)，否則執(zhí)行(301)。

23.(323)通過(guò)累積差值運(yùn)算處理Y幀后，求大于等于設(shè)定灰度值T₂的像素總和D_F。

24.(324)判斷D_F是否大于等于設(shè)定閾值N₆，如果大于等于N₆，則執(zhí)行(325)發(fā)出瓦斯泄露報(bào)警信號(hào)，否則執(zhí)行(301)。

25.(325)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。包括：偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；切割受阻報(bào)警信號(hào)；突發(fā)水災(zāi)報(bào)警信號(hào)；瓦斯泄露報(bào)警信號(hào)。