本發(fā)明涉及礦用設(shè)備，尤其涉及一種基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備及控制方法。

背景技術(shù)：

1、罐籠，一種礦井提升容器，一般可以載重幾噸，用途與電梯類似；主要用于礦井的副井提升，用作提升人員、礦石、設(shè)備、材料等，對于中、小型礦井，罐籠也可以作為主井提升，作為提升煤炭使用；罐籠是礦井提升中的重要設(shè)備之一，其品種類型眾多，按提升鋼絲繩的數(shù)量可分為單繩罐籠和多繩罐籠，按罐籠的層數(shù)可分為單層、雙層和多層罐籠；但是目前在金屬礦山罐籠提升機系統(tǒng)在使用的過程中，仍存在以下問題：

2、目前礦井的罐籠開關(guān)門需有井口操作人員手動開啟、人工統(tǒng)計罐籠內(nèi)人數(shù)，存在操作慢、人數(shù)統(tǒng)計不清、超載等問題；同時常規(guī)的ai產(chǎn)品需要配置交換機、服務(wù)器等設(shè)備，無法和現(xiàn)場閘機門等工控設(shè)備聯(lián)動。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請實施例通過提供一種基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，解決了現(xiàn)有技術(shù)中礦井的罐籠開關(guān)門需有井口操作人員手動開啟、人工統(tǒng)計罐籠內(nèi)人數(shù)，存在操作慢、人數(shù)統(tǒng)計不清、超載等問題，同時常規(guī)的ai產(chǎn)品需要配置交換機、服務(wù)器等設(shè)備，無法和現(xiàn)場閘機等工控設(shè)備聯(lián)動的問題。

2、本申請實施例提供了一種基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，包括罐籠體，還包括礦用圖像處理儀和工控終端，礦用圖像處理儀固定在罐籠體的井口處；

3、所述礦用圖像處理儀包括攝像頭、紅外板、ai卡板和嵌入式底板；

4、攝像頭和紅外板，用于實時監(jiān)控井口處的人員進出情況，并將視頻流傳給ai卡板；

5、ai卡板，用于對視頻流進行分析和識別，并將信號傳給嵌入式底板；

6、嵌入式底板，用于接收ai卡板傳出的信號，且和工控終端通信連接。

7、優(yōu)選的，所述工控終端電性連接閘機門。

8、優(yōu)選的，所述嵌入式底板通過rs485、rj45和工控終端通信連接。

9、優(yōu)選的，所述嵌入式底板上有開關(guān)量輸入檢測電路和繼電器輸出電路；

10、工控終端通過開關(guān)量輸入檢測電路將閘機門打開后的信號傳給嵌入式底板；

11、嵌入式底板通過繼電器輸出電路將罐籠進出人員情況的信號傳給工控終端，工控終端根據(jù)信號是否過載來判斷是否關(guān)閉閘機門。

12、優(yōu)選的，所述一種基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備的控制方法，用于實現(xiàn)行人實時檢測與跟蹤，統(tǒng)計視頻內(nèi)出現(xiàn)的總?cè)藬?shù)，對穿越橫線的行人進行計數(shù)統(tǒng)計，所述控制方法包括如下步驟：

13、s1、通過攝像頭采集多場景下行人視頻，提取視頻的關(guān)鍵幀圖片，建立行人數(shù)據(jù)集，將數(shù)據(jù)集分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集；

14、s2、將訓(xùn)練集和驗證集中的圖片輸入yolov5網(wǎng)絡(luò)模型進行模型訓(xùn)練，結(jié)束后得到網(wǎng)絡(luò)模型的最佳權(quán)重數(shù)據(jù)；

15、s3、將最佳權(quán)重數(shù)據(jù)加載到y(tǒng)olov5網(wǎng)絡(luò)模型中，輸入測試集圖片，輸出目標檢測結(jié)果；

16、s4、將yolov5的目標檢測結(jié)果輸入到deepsort中，依賴卡爾曼濾波器預(yù)測軌跡，使用匈牙利算法將通過預(yù)測軌跡得到的幀中軌跡數(shù)據(jù)和當前幀中的軌跡組合進行匹配，并進行卡爾曼算法濾波器的更新；

17、s5、通過給定線條兩端的坐標在視頻畫面中設(shè)定一條基準線，以這條線為軸，判斷行人的前進方向，同時確定進出兩個方向的人數(shù)，并創(chuàng)建跟蹤器，開始對yolov5檢測出的目標進行跟蹤；

18、s6、以視頻前后兩幀的中心點所連成的直線和預(yù)先設(shè)定的基準線相交，如若此時行人的目標位置錨點已超過該交點，則判定該行人已經(jīng)越線，并利用了三角形的正切與反正切原理，使用math模塊中的degrees方法來判斷，如果行人所處錨點與上述交點所連線成的角度大于零，說明是進入罐籠，反則從罐籠出去。

19、s7、在視頻幀上繪制邊界框和軌跡，顯示行人的進出數(shù)量統(tǒng)計。

20、優(yōu)選的，所述yolov5網(wǎng)絡(luò)模型包括依次連接的輸入端、backbone骨干網(wǎng)絡(luò)、neck網(wǎng)絡(luò)和head輸出端。

21、優(yōu)選的，所述s2步驟中將訓(xùn)練集和驗證集中的圖片輸入yolov5網(wǎng)絡(luò)模型進行模型訓(xùn)練的方法為：

22、s2-1、圖片預(yù)處理：圖片進入輸入端，輸入端對圖片進行預(yù)處理，預(yù)處理包括mosaic數(shù)據(jù)增強、自適應(yīng)錨框計算和自適應(yīng)圖片縮放；

23、s2-2、特征提?。侯A(yù)處理后的圖片進入backbone骨干網(wǎng)絡(luò)，進行特征提取后得到三個不同大小的特征圖；

24、s2-3、特征融合：將s2-2步驟得到的三個不同大小的特征圖輸入neck網(wǎng)絡(luò)進行特征融合，得到三個尺度的特征圖；

25、s2-4、預(yù)測輸出：將s2-3步驟得到的三個尺度的特征圖輸入head輸出端，得到三個特征張量，由此得到預(yù)測框的位置、類別和置信度，在訓(xùn)練階段，將預(yù)測框與真實框進行匹配得出正負樣本，然后通過計算損失函數(shù)來調(diào)節(jié)權(quán)重參數(shù)，驗證階段采用加權(quán)非極大值抑制的方式篩選預(yù)測框，通過計算準確率、平均精度來不斷優(yōu)化模型參數(shù)。

26、本申請實施例中提供的一個或多個技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

27、通過設(shè)置礦用圖像處理儀和工控終端，能對進出罐籠的人員數(shù)量進行識別和分析，能快速實現(xiàn)人數(shù)統(tǒng)計，清晰明了，且閘機門自動關(guān)閉、節(jié)省人員作業(yè)時間、操作快捷。

技術(shù)特征：

1.一種基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，包括罐籠體，其特征在于，還包括礦用圖像處理儀和工控終端，礦用圖像處理儀固定在罐籠體的井口處；

2.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，其特征在于，所述工控終端電性連接閘機門。

3.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，其特征在于，所述嵌入式底板通過rs485、rj45和工控終端通信連接。

4.如權(quán)利要求1所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備，其特征在于，所述嵌入式底板上有開關(guān)量輸入檢測電路和繼電器輸出電路；

5.一種如權(quán)利要求1-4所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于實現(xiàn)行人實時檢測與跟蹤，統(tǒng)計視頻內(nèi)出現(xiàn)的總?cè)藬?shù)，對穿越橫線的行人進行計數(shù)統(tǒng)計，所述控制方法包括如下步驟：

6.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述yolov5網(wǎng)絡(luò)模型包括依次連接的輸入端、backbone骨干網(wǎng)絡(luò)、neck網(wǎng)絡(luò)和head輸出端。

7.如權(quán)利要求5所述的基于嵌入式ai板卡的礦用罐籠控制設(shè)備的控制方法，其特征在于，所述s2步驟中將訓(xùn)練集和驗證集中的圖片輸入yolov5網(wǎng)絡(luò)模型進行模型訓(xùn)練的方法為：

技術(shù)總結(jié)
本申請公開了一種基于嵌入式AI板卡的礦用罐籠控制設(shè)備及控制方法，涉及礦用設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，包括罐籠體，還包括礦用圖像處理儀和工控終端，礦用圖像處理儀固定在罐籠體的井口處；礦用圖像處理儀包括攝像頭、紅外板、AI卡板和嵌入式底板；攝像頭和紅外板，用于實時監(jiān)控井口處的人員進出情況，并將視頻流傳給AI卡板；AI卡板，用于對視頻流進行分析和識別，并將信號傳給嵌入式底板；嵌入式底板，用于接收AI卡板傳出的信號；解決了現(xiàn)有技術(shù)中礦井的罐籠開關(guān)門需有井口操作人員手動開啟、人工統(tǒng)計罐籠內(nèi)人數(shù)，存在操作慢、人數(shù)統(tǒng)計不清、超載等問題，同時常規(guī)的AI產(chǎn)品需要配置交換機、服務(wù)器等設(shè)備，無法和現(xiàn)場閘機門等工控設(shè)備聯(lián)動的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：徐志鷗,李白,鐘超,楊子龍
受保護的技術(shù)使用者：徐州礦達機電科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9