基于机器视觉的生物式的瓦斯检测装置

摘要

一种基于机器视觉的生物式的瓦斯检测装置，包括用于保证实时观察鸟类的生命或者活动状态的鸟笼，用于拍摄鸟类的生命或者活动状态的摄像头，用于分析鸟笼内鸟类的生命或者活动状态、传输鸟笼内鸟类的生命或者活动状态实时图像的微处理器，用于播放各种安全注意信息的扬声器和防爆外罩，鸟笼内放置对瓦斯的敏感度高于人类的鸟类，摄像头和微处理器固定在防爆外罩内，摄像头的视觉方位覆盖所述鸟笼，微处理器与扬声器连接，微处理器通过无线网卡与地面监控中心通信连接。本发明具有检测内容多、检测综合性强、观察直观、远程传输与确认、检测方式简单可靠、性能价格比高、稳定性好、具有井下定位功能、制造维护和使用成本低。

主权项

一种基于机器视觉的生物式的瓦斯检测装置，其特征在于：包括用于保证实时观察鸟类的生命或者活动状态的鸟笼，用于拍摄鸟类的生命或者活动状态的摄像头，用于分析鸟笼内鸟类的生命或者活动状态、传输鸟笼内鸟类的生命或者活动状态实时图像的微处理器，用于播放各种安全注意信息的扬声器和用于满足煤安防爆等级认证要求及适用于有瓦斯或煤尘爆炸危险的环境情况下的电器设计标准要求的防爆外罩，所述鸟笼内放置对瓦斯的敏感度高于人类的鸟类，所述的摄像头和微处理器固定在所述的防爆外罩内，所述的摄像头与所述的微处理器连接，所述的摄像头的视觉方位覆盖所述鸟笼，所述微处理器与所述扬声器连接，所述微处理器通过无线网卡与煤矿安全监控网络连接；所述微处理器包括：图像传输模块，用于传输鸟笼内鸟类的生命或者活动状态实时图像的视频压缩和传输；图像分析模块，用于分析鸟笼内的鸟类生命或者活动状态；采用通过实时拍摄到图像与基准参考图像间进行图像相减，相减的结果发生变化的区域亮度增强，图像相减的计算公式如式(1)表示，fd(X，t0，ti)＝f(X，ti)‑f(X，t0)                      (1)式中fd(X，t0，ti)是实时拍摄到图像与基准参考图像间进行图像相减的结果；f(X，ti)是实时拍摄到图像；f(X，t0)是基准参考图像；如果f(X，ti)和f(X，t0)相减的结果为零，那么表示鸟笼内的鸟没有任何动作，如果比较长的时间内鸟类没有任何动作的话就判断鸟类处于失去了知觉而昏倒的状态；将鸟类处于失去了知觉而昏倒的状态的判断分析过程如下：步骤1：读取相关阈值数据和视频图像，将该图像作为基准参考图像f(X，t0)；步骤2：每隔30秒钟读取一次视频图像，以公式(1)进行图像的相减运算；步骤3：判断fd(X，t0，ti)图像中区域亮度增强的像素统计值是否超过阈值TH1，如果超过阈值TH1的话，将f(X，ti)作为基准参考图像，即f(X，ti)→f(X，t0)，T＝0；如果没有超过的话，T＝T+1；步骤4：判断TH2≤T＜TH3，如果满足的话，驱动声音驱动单元使扬声器发出金丝雀的声音以刺激鸟笼内的金丝雀，转到步骤2；步骤5：判断TH3≤T＜TH4，如果满足的话，驱动风机控制模块控制井下通 风风机工作，同时通过无线网络将井下的位置信息和图像信息发送给地面监控中心，转到步骤2；步骤6：判断TH4≤T，如果满足的话，驱动声音驱动单元使扬声器播放通知井下矿工撤出矿井的警示信息，通过无线网络将井下的位置信息和图像信息发送给地面监控中心，转到步骤2；所述各阈值有以下关系，TH2＜TH3＜TH4。