技術(shù)特征：

1.本發(fā)明提出一種基于圖像的采煤機(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、采煤機(jī)控制器、分站、礦用以太網(wǎng)、存儲(chǔ)服務(wù)器、采煤機(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、分站和采煤機(jī)控制器在井下安裝，存儲(chǔ)服務(wù)器、采煤機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器和監(jiān)控終端安裝于井上；攝像機(jī)安裝于煤礦井下的采煤工作面的液壓支架上，攝像機(jī)采集采煤工作面現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像；采煤機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器將接收到的圖像拼接為一幅圖像，并跟蹤監(jiān)測(cè)采煤機(jī)左端滾筒與左搖桿連接處位置I_A，跟蹤監(jiān)測(cè)采煤機(jī)左搖桿與主機(jī)架連接處位置I_C，跟蹤監(jiān)測(cè)采煤機(jī)右端滾筒與右搖桿連接處位置I_B，跟蹤監(jiān)測(cè)采煤機(jī)右搖桿與主機(jī)架連接處位置I_D，建立數(shù)學(xué)模型，算出左搖桿抬起角度α_A與右搖桿抬起角度α_B，算出采煤機(jī)在水平面移動(dòng)速度V，算出采煤機(jī)左搖桿角速度ω_A與右搖桿角速度ω_B，算出采煤機(jī)位置I₀，從而得出采煤機(jī)工作狀態(tài)；該系統(tǒng)根據(jù)采煤機(jī)工作狀態(tài)監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行采煤機(jī)異常工作狀態(tài)判斷，若判斷采煤機(jī)工作狀態(tài)異常，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)；該系統(tǒng)根據(jù)采煤機(jī)跟蹤丟失后監(jiān)測(cè)畫(huà)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)發(fā)送給監(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。

2.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：攝像機(jī)等高均勻分布的安裝在采煤工作面液壓支架上；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。

3.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：采煤機(jī)控制器采集采煤機(jī)左右搖桿高度等設(shè)置數(shù)據(jù)；分站接收采煤機(jī)控制器上傳的采煤機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)，通過(guò)礦用以太網(wǎng)上傳至存儲(chǔ)服務(wù)器、采煤機(jī)監(jiān)測(cè)服務(wù)器和監(jiān)控終端。

4.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：采煤機(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)和采煤機(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。

5.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：分別對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的左端滾筒與左搖桿連接處A進(jìn)行設(shè)定、對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的右端滾筒與右搖桿連接處B進(jìn)行設(shè)定、對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的左搖桿與主機(jī)架連接處C進(jìn)行設(shè)定、對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的右搖桿與主機(jī)架連接處D進(jìn)行設(shè)定；k幀時(shí)，分別在I_A、I_B、I_C、I_D周?chē)杉瘍蓚€(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_C、I_D周?chē)杉臉颖疚恢茫涣頓^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(lèi)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(lèi)器；k+1幀的時(shí)候，分別對(duì)圖像設(shè)定區(qū)域A、B、C、D內(nèi)上一幀跟蹤到的目標(biāo)位置的周?chē)蓸觧個(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(lèi)器進(jìn)行分類(lèi)，令分類(lèi)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_C、I_D。

6.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置采煤機(jī)位置I₀為原點(diǎn)，建立數(shù)學(xué)模型，將圖像位置轉(zhuǎn)換到坐標(biāo)系中，I_A轉(zhuǎn)換為(x_A,y_A)，I_B轉(zhuǎn)換為(x_B,y_B)，I_C轉(zhuǎn)換為(x_C,y_C)，I_D轉(zhuǎn)換為(x_D,y_D)，設(shè)左搖桿瞬時(shí)抬起高度為α_a、右搖桿瞬時(shí)抬起高度為α_b、左搖桿瞬時(shí)升降角速度為ω_a、右搖桿瞬時(shí)升降角速度為ω_b、采煤機(jī)主機(jī)架瞬時(shí)移動(dòng)速度為υ，記k幀時(shí)，I_A、I_B、I_C、I_D坐標(biāo)(x_Ak,y_Ak)、(x_Bk,y_Bk)、(x_Ck,y_Ck)、(x_Dk,y_Dk)，k+T幀時(shí)，I_A、I_B、I_C、I_D坐標(biāo)(x_Ak+1,y_Ak+1)、(x_Bk+1,y_Bk+1)、(x_Ck+1,y_Ck+1)、(x_Dk+1,y_Dk+1)，T幀間隔時(shí)間為t；計(jì)算每間隔時(shí)間T₀，計(jì)算該時(shí)間內(nèi)α_a的均值，得出α_A，計(jì)算該時(shí)間內(nèi)α_b的均值，得出α_B，計(jì)算該時(shí)間內(nèi)ω_a的均值，得出ω_A，計(jì)算該時(shí)間內(nèi)ω_b的均值，得出ω_B，計(jì)算該時(shí)間內(nèi)υ的均值，得出V的數(shù)值；T₀、T通過(guò)測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

7.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：設(shè)置次數(shù)n＝m＝0，開(kāi)始工作時(shí)，每間隔時(shí)間T₃，檢測(cè)V、n與m的值，通過(guò)判斷V、n、m、α_A、α_B、ω_A、ω_B的值，判斷采煤機(jī)的工作狀態(tài)，根據(jù)判斷結(jié)果，該系統(tǒng)可發(fā)出不同類(lèi)型的報(bào)警信號(hào)。

8.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：采煤機(jī)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(lèi)型的報(bào)警信號(hào)。

9.如權(quán)利要求1述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：可發(fā)出不同報(bào)警信號(hào)，包括：搖臂自動(dòng)升降報(bào)警信號(hào)；搖臂鎖不住，有下沉現(xiàn)象報(bào)警信號(hào)；采煤機(jī)牽引力不足報(bào)警信號(hào)；搖臂調(diào)高速度下降報(bào)警信號(hào)；搖臂不能調(diào)高報(bào)警信號(hào)；采煤機(jī)牽引力下降報(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)。