基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集約簡方法
2023-09-11 10:37:10
基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集約簡方法
【專利摘要】一種基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集約簡方法，屬於煤炭礦井下的設備檢測方法。約減方法：在規則集資料庫中標記設備在規則集的位置信息；第一步：設計設備表、設備檢查表、安全規則關聯表和安全規則表；第二步：對礦井巷道人員進行圖像定位；第三步：下載人員附近半徑為R的區域內設備的安全規則集；定位方法：(1)待定位的目標Target位於三個WMSN節點攝像控制項所構成的三角形之內；(2)待定位的目標Target位於三個WMSN節點攝像控制項所構成的三角形之外；3個WMSN信標節點的攝像控制項均採用相關參數規格，則3個WMSN信標節點獲得目標的成像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比。在手持端不需要下載所有設備的安全規則集，提高了檢測工作的效率。
【專利說明】基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集約簡方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種煤炭礦井下的設備檢測方法，特別是一種基於礦井巷道人員圖像 定位的安全規則集約簡方法。
【背景技術】
[0002] 在如今，技術人員在礦井持手持設備對礦井下安裝的設備進行檢測時，需要提前 將所有的規則集下載。當行走到需要檢測設備時，通過對比規則集中的數據來檢測設備的 運行狀態。但是現在規則集都是以資料庫的形式存儲，在手持端沒有對其進行約減，全部下 載下來的儲存在設備中，對手持端的檢索數據集造成非常大的壓力，安全檢測的效率低。目 前缺少一種有效的約減方法來提高檢測的效率。
【發明內容】
[0003] 技術問題：本發明的目的是要提供一種基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集 約簡方法，將設備檢測員在礦井巷道中定位，然後只將人員位置附近的設備下載到手持端， 實現安全規則集進行約減，減少手持端檢索數據集的壓力。
[0004] 技術方案：本發明的目的是這樣實現的：該安全規則集約減方法包括，約減方法 和礦井巷道人員圖像定位方法；所述的約減方法有以下步驟：
[0005] 在規則集資料庫中添加巷道坐標欄位，標記該設備在規則集的位置信息；
[0006] 第一步：設計設備表、設備關聯表、設備檢查表、安全規則關聯表和安全規則表；
[0007] 設備表和設備關聯表，設備檢查表和安全規則關聯表都以設備表設備唯一標識ID 為外鍵約束，安全規則關聯表和安全規則表有以安全規則集的唯一標識ID為外鍵約束；
[0008] 其中：
[0009] 設備表包含：設備唯一編號、位置信息和設備名稱；
[0010] 設備關聯表包含：設備唯一編號、臨近設備的設備唯一編號；
[0011] 設備檢查表包含：設備唯一編號、最後設備安全檢測時間、設備故障信息和設備檢 查操作員姓名；
[0012] 安全規則關聯表包含：設備唯一編號和安全規則集編號；
[0013] 安全規則表包含：安全規則集編號和安全規則；
[0014] 第二步：對礦井巷道人員進行圖像定位；
[0015] 從無線多媒體傳感器網絡節點中獲得目標的圖像信息，對其進行信息處理獲得目 標尺度信息，從而反演出相機到目標的距離比例，再根據三邊測量法計算目標的位置；
[0016] 第三步：下載人員附近半徑為R的區域內設備的安全規則集；
[0017] 設定一個半徑R，通過第二步計算出的人員位子，使用距離坐標方法，確定以人員 位置為圓心，R為半徑覆蓋區域，通過覆蓋設備發現算法，在該覆蓋區域裡面的所有設備的 安全規則集都下載到設備檢測員的手持端；實現安全規則集的約減；
[0018] 所述的礦井巷道人員圖像定位方法有以下步驟：
[0019] 在目標定位分為兩種情況：
[0020] (1)待定位的目標位於三個麗SN節點攝像控制項所構成的三角形之內；其中：d為 目標成像大小，r為目標與相機之間的距離，D為相機之間的距離，a為目標與相機之間的夾 角；
[0021] ⑵待定位的目標位於三個麗SN節點攝像控制項所構成的三角形之外；其中的參數 意義同上；
[0022] 對於以上兩種情況，目標與3個WMSN節點攝像控制項的連線所構成的3個角度之和 均為360° ;
[0023] 3個WMSN信標節點攝像控制項均採用相關參數規格，則3個WMSN信標節點獲得目標 的成像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比；
[0024] 其中，f為麗SN信標節點攝像控制項的焦距，為簡化麗SN節點的硬體複雜度，焦距f 常設定為常量；h為目標的實際物理尺度，一個具體確定的目標，在短時攝像過程中的尺度 往往是保持不變的，因此也是一個常量；rl和r2是目標的距離麗SN節點攝像控制項的兩個 距離；dl和d2是目標在rl和r2的距離下在麗SN節點攝像控制項中的成像尺度；
[0025] 有以下關係成立： Ih_dx _= _~ r'2-f (I.I)
[0027] 有以下關係成立： r, _Cil
[0028]τ=Ζ '丨 ￡'2 (1.2)
[0029]即： fd \
[0030] ^ = I Tl I X (1.3)
[0031] 同樣可以得到關係： -?〇
[0032] /·,=； -IXrx ⑷ (1.4)
[0033] 麗SN信標節點攝像控制項和目標的關係，由三角函數可知： ， ， ， s、 11 4- -Di
[0034]Gm(Ai) = 2χγ>χγ2 (1.5) II ^ r、七r' - D，
[0035] cos(a,)- ^ (1.6) 2t 2 2 /'+/* -￡}
[0036] cos(a,)= -- . 2xr^xr- ￠1,7)
[0037]ai+a2+a3 = 2Xπ(I. 8)
[0038] 其中，目標的成像尺度(11，(12，(13，可以根據對監控圖像的分析而得到，3個麗5"言 標節點攝像控制項之間的距離Dl，D2,D3,可以根據它們的布置情況直接測量得到，因此這六 個變量為已知量；目標與WMSN信標節點攝像控制項之間構成的3個夾角al，a2,a3均是未知 量，但是它們滿足關係式（1. 8)，目標與WMSN信標節點攝像控制項之間的距離rl，r2和r3是 待測量的未知數，因此，對於這6個未知數，可以由式（1.3)，（1.4)，（1.5)，（1.6)，（1.7)和 (1.8)構成的方程組解得；
[0039] 解出的位置坐標作為圓心，設定一個半徑R，計算出該圓的覆蓋範圍，在該範圍內 的所有設備的安全規則集都下載到手持設備端。
[0040] 有益效果，由於採用了上述方案，在手持端不需要下載井下所有的設備的安全規 則集，僅下載設備檢測員當前位置附近設備的安全規則集，大大的提高了檢測工作的效率； 按照人員圖像定位方法對安全規則集進行約減，當檢測人員到巷道1，手持端將會接收到附 近多媒體傳感器網絡發來的位置信息將附近（半徑R內）的設備的安全規則集下載到手持 設備端，大大的提高了檢測工作的效率。
【專利附圖】
【附圖說明】：
[0041] 圖1為本發明資料庫表關係設計圖。
[0042] 圖2為本發明目標在三角形之內。
[0043] 圖3為本發明目標在三角形之外。
[0044] 圖4為本發明目標成像尺度與成像距離關係。
[0045] 圖5為本發明人員和設備距離關係示意圖。
[0046] 圖中，1、第1巷道；2、第2巷道；3、距離半徑R;4、第4巷道；5、第5巷道。
【具體實施方式】：
[0047] 實施例1 :該安全規則集約減方法包括，約減方法和礦井巷道人員圖像定位方法； 所述的約減方法有以下步驟：
[0048]第一步：設計設備表、設備關聯表、設備檢查表、安全規則關聯表和安全規則表；
[0049] 具體設計方法如下：
[0050]表1 :
【權利要求】
1. 一種基於礦井巷道人員圖像定位的安全規則集約簡方法，其特徵是：該安全規則集 約減方法包括，約減方法和礦井巷道人員圖像定位方法；所述的約減方法有以下步驟： 在規則集資料庫中添加巷道坐標欄位，標記該設備在規則集的位置信息； 第一步：設計設備表、設備關聯表、設備檢查表、安全規則關聯表和安全規則表； 設備表和設備關聯表，設備檢查表和安全規則關聯表都以設備表設備唯一標識ID為 外鍵約束，安全規則關聯表和安全規則表以安全規則集的唯一標識ID為外鍵約束； 其中： 設備表包含：設備唯一編號、位置信息和設備名稱； 設備關聯表包含：設備唯一編號、臨近設備的設備唯一編號； 設備檢查表包含：設備唯一編號、最後設備安全檢測時間、設備故障信息和設備檢查操 作員姓名； 安全規則關聯表包含：設備唯一編號和安全規則集編號； 安全規則表包含：安全規則集編號和安全規則； 第二步：對礦井巷道人員進行圖像定位； 從WMSN節點中獲得目標的圖像信息，對其進行信息處理獲得目標尺度信息，從而反演 出相機到目標的距離比例，再根據三邊測量法計算目標的位置； 所述的礦井巷道人員圖像定位方法： 在目標定位分為兩種情況： (1) 待定位的目標位於三個麗SN節點攝像控制項所構成的三角形之內；其中：d為目標 成像大小，r為目標與相機之間的距離，D為相機之間的距離，a為目標與相機之間的夾角； (2) 待定位的目標位於三個WMSN節點攝像控制項所構成的三角形之外；其中的參數意義 同上； 對於以上兩種情況，目標與3個WMSN節點攝像控制項的連線所構成的3個角度之和均為 360。； 3個麗SN信標節點攝像控制項均採用相關參數規格，則3個麗SN信標節點獲得目標的成 像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比； 其中，f為麗SN信標節點攝像控制項的焦距，為簡化麗SN節點的硬體複雜度，焦距f常 設定為常量；h為目標的實際物理尺度，一個具體確定的目標，在短時攝像過程中的尺度往 往是保持不變的，因此也是一個常量；rl和r2是目標Target的距離WMSN節點攝像控制項的 兩個距離；dl和d2是目標Target在rl和r2的距離下在麗SN節點攝像控制項中的成像尺 度； 有以下關係成立： h dl ........*--?............ Λ f h _d2 Λ -/ (1.1) 有以下關係成立： ι±=^[? r' (1.2) 即： / . \ rf, mmm· * \J f~ _ 腦……… A / * (1.3) 同樣可以得到關係： f dA n = -L x r. (1.4) WMSN信標節點攝像控制項和目標的關係，由三角函數可知： 2. rs.- / 、廠1 + 廠，一Dx ms(at)=」-二-- 2xrixr2 (1.5) Α-+Γ~-￡); cos(a,) = =-:- - 2χ^χ/τ* (1.6) -、ι\ +f]2 -D,2 cos(a,) =-!-- . 2xr、xr、 (1.7) &ι+&2+&3 - 2 X ^ (1. 8) 其中，目標的成像尺度dl，d2，d3,可以根據對監控圖像的分析而得到，3個WMSN信標節 點攝像控制項之間的距離Dl，D2, D3,可以根據它們的布置情況直接測量得到，因此這六個變 量為已知量；目標與WMSN信標節點攝像控制項之間構成的3個夾角al，a2，a3均是未知量，但 是它們滿足關係式（1.8)，目標與WMSN信標節點攝像控制項之間的距離rl，r2和r3是待測量 的未知數，因此，對於這6個未知數，可以由式（1.3)，（1.4)，（1.5)，（1.6)，（1.7)和（1.8) 構成的方程組解得； 覆蓋設備發現算法： 解出的位置坐標作為圓心，設定一個半徑R，計算出該圓的覆蓋範圍。 第一步：遍歷設備關聯表，逐個計算臨近設備的是否包含在覆蓋範圍內，如果設備覆蓋 在R半徑的範圍內，則進行第二步，如果沒有則第三步。 第二步：以覆蓋的設備ID查找設備關聯表，重複第一步。 第三步：則算法停止，覆蓋的設備確定。確定被覆蓋所有設備的安全規則集都下載到手 持設備端。
【文檔編號】G06F17/30GK104239401SQ201410340429
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年7月16日 優先權日:2014年7月16日
【發明者】陳偉, 張磊, 唐志博 申請人:中國礦業大學