[发明专利]一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统

摘要

本发明提出一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统，该系统由数台防爆红外摄像仪、数个相机支架和一台工控计算机组成。其中，防爆红外摄像仪用于采集截割头不同视角图像。工控计算机内置视觉处理平台对图像进行预处理和拼接得到截割头宽视场全景图像，进一步进行特征点识别与匹配跟踪工作，拟合出截割头边缘轮廓的曲线；数据处理平台根据特征点的位置坐标及曲线方程，计算出截割头中心一点的坐标、俯仰角以及偏航角。本发明的特点在于使用多台红外摄像仪对截割头进行多视角成像，结合红外图像拼接技术得到截割头的宽视场图像，利用计算机视觉科学实现掘进机截割头的定位定向功能。

主权项

1.一种面向掘进机自动化的截割头视觉定位定向系统，其特征在于，该系统包括：数台防爆红外摄像仪(1)、数个相机支架(2)和一台工控计算机(3)。其中，所述相机支架(2)固定在巷道顶端；所述防爆红外摄像仪(1)安装在相机支架(2)上，用于采集截割头的红外图像；所述工控计算机(3)内置视觉处理平台和数据处理平台，固定在远离掘进机的监测室内并通过专用端口与防爆红外摄像仪(1)连接，其中视觉处理平台通过对截割头不同视角的图像进行降噪、增强和拼接等工作，得到截割头工作过程的全景视频图像，在截割头全景视频图像上进行人物检测，能够自动识别误入工作面的工作人员并进行预警；在截割头全景视频图像上进行截割头特征点识别与跟踪，并提取出截割头特征点的位置坐标，能够拟合出截割头边缘轮廓的完整曲线，得到截割头边缘曲线中心一点的图像像素坐标；数据处理平台通过建立好的坐标解算模型，计算出掘进机截割头中心一点的位置坐标，以及截割头的俯仰角和偏航角。