技術(shù)特征：

1.本發(fā)明提出一種基于圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備的掘進(jìn)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)、視頻分路器、視頻服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)控制器、圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備、礦用以太網(wǎng)、存儲(chǔ)服務(wù)器、監(jiān)控終端；其中攝像機(jī)、視頻分路器、視頻服務(wù)器、掘進(jìn)機(jī)控制器、圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備在井下安裝，存儲(chǔ)服務(wù)器和監(jiān)控終端安裝于井上；攝像機(jī)分別安裝于煤礦井下掘進(jìn)巷道頂部中間和掘進(jìn)機(jī)上，攝像機(jī)采集掘進(jìn)工作面現(xiàn)場(chǎng)視頻模擬圖像；圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備組成包括：核心處理器、存儲(chǔ)模塊、視頻采集模塊、隔爆殼、電源管理模塊、串口通信模塊、網(wǎng)絡(luò)通信模塊；圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備將安裝于巷道頂部的多部攝像機(jī)采集的圖像拼接為一幅圖像，跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)工作狀態(tài)；圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備接收安裝于掘進(jìn)機(jī)上的攝像機(jī)采集的視頻，跟蹤監(jiān)測(cè)切割頭的工作狀態(tài)；該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)跟蹤監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，若判斷掘進(jìn)機(jī)異常工作或有突發(fā)災(zāi)害，則發(fā)出報(bào)警信號(hào)；該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)跟蹤丟失后監(jiān)測(cè)畫面灰度值處理結(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)通過礦用以太網(wǎng)傳輸至井上監(jiān)控終端；監(jiān)控終端負(fù)責(zé)顯示報(bào)警信息，通過訪問視頻服務(wù)器獲得現(xiàn)場(chǎng)視頻，通過訪問存儲(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：在煤礦井下掘進(jìn)巷道頂部中間均勻安裝多部攝像機(jī)，在掘進(jìn)機(jī)上安裝攝像機(jī)；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：圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備的視頻采集模塊連接攝像機(jī)模擬視頻輸出口，負(fù)責(zé)將模擬視頻信號(hào)數(shù)字化，將數(shù)字視頻數(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；圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備的串口通信模塊連接掘進(jìn)機(jī)控制器的通信模塊，采集掘進(jìn)機(jī)設(shè)置數(shù)據(jù)和水系統(tǒng)噴霧數(shù)據(jù)；圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)通信模塊連接礦用以太網(wǎng)，通過礦用以太網(wǎng)與井上的監(jiān)控終端通信。

4.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)的掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)部位置A進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_A；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)本體部B進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_B；對(duì)攝像機(jī)監(jiān)控范圍內(nèi)的掘進(jìn)機(jī)切割頭O進(jìn)行設(shè)定，設(shè)為I_O；k幀時(shí)，分別在I_A、I_B、I_O周圍采集兩個(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_O周圍采集的樣本位置；令D^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Harr特征，通過上述測(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，并用其來訓(xùn)練樸素貝葉斯分類器；k+1幀的時(shí)候，分別對(duì)圖像設(shè)定區(qū)域A、B、O內(nèi)上一幀跟蹤到的目標(biāo)位置的周圍采樣n個(gè)掃描窗口，通過同樣的稀疏測(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器進(jìn)行分類，令分類分?jǐn)?shù)最大的窗口記作目標(biāo)窗口，并分別更新I_A、I_B、I_O。

5.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)一運(yùn)部位置I_A，跟蹤監(jiān)測(cè)掘進(jìn)機(jī)本體部位置I_B，建立數(shù)學(xué)模型，每間隔時(shí)間T₀，計(jì)算掘進(jìn)機(jī)偏離工作軌道距離d，該系統(tǒng)根據(jù)掘進(jìn)機(jī)偏離工作軌道距離d監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行判斷，若判斷掘進(jìn)機(jī)工作軌道偏離，則發(fā)出偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；T₀通過測(cè)量設(shè)定或人為設(shè)定。

6.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：圖像跟蹤監(jiān)測(cè)設(shè)備接收安裝于掘進(jìn)機(jī)上的攝像機(jī)采集的視頻，跟蹤監(jiān)測(cè)切割頭的位置I_O，該系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)切割頭位置進(jìn)行切割受阻判讀，若判斷切割受阻，則發(fā)出切割受阻報(bào)警信號(hào)。

7.如權(quán)利要求1所述的報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于：掘進(jìn)機(jī)切割頭跟蹤丟失后，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：可發(fā)出不同報(bào)警信號(hào)，包括：偏離工作軌道報(bào)警信號(hào)；切割受阻報(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)。