綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于礦用監(jiān)視顯示系統(tǒng)，特別涉及一種用于綜采工作面的視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]煤礦井下綜采工作面因?yàn)檫h(yuǎn)離地面因?yàn)檫h(yuǎn)離地面、地形復(fù)雜、環(huán)境惡劣等諸多條件限制，一般采用攝像機(jī)進(jìn)行區(qū)域監(jiān)控。若采用單臺(tái)攝像機(jī)，由于其視角有限，無法覆蓋整個(gè)區(qū)域的視場(chǎng)范圍；若采用多臺(tái)攝像機(jī)，雖然可覆蓋整個(gè)綜采工作面，但是顯示畫面多，且畫面之間存在相互干擾。因此，現(xiàn)有的綜采工作面的監(jiān)視顯示系統(tǒng)難以使遠(yuǎn)端調(diào)度室全面了解整個(gè)綜采工作面的工況，無法快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行生產(chǎn)監(jiān)控和對(duì)現(xiàn)場(chǎng)故障進(jìn)行遠(yuǎn)程輔助決策。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于:提供一種基于動(dòng)態(tài)視頻拼接的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下的技術(shù)方案:
[0005]綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計(jì)算機(jī)；固定于綜采設(shè)備的支架并隨支架行走的數(shù)臺(tái)攝像機(jī)與視頻編碼模塊連接，其采集綜采工作面的模擬信號(hào)圖像并傳輸給視頻編碼模塊；視頻編碼模塊與計(jì)算機(jī)連接，其對(duì)采集自綜采工作面的數(shù)段模擬信號(hào)圖像分別進(jìn)行編碼并傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)與圖像拼接控制模塊連接，基于多尺度特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配對(duì)各圖像進(jìn)行拼接；計(jì)算機(jī)與圖像拼接顯示模塊連接，設(shè)置各圖像排列規(guī)則并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行全景圖像顯示。
[0006]在某優(yōu)選的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)還對(duì)編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除亮度、色度差異的預(yù)處理。
[0007]在某優(yōu)選的實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)為礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。
[0008]本實(shí)用新型的有益效果在于:該綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)基于動(dòng)態(tài)視頻拼接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜采工作面的全景圖像顯示，使工作面的工況得到準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地重現(xiàn)，為工作面的調(diào)度和管理提供有效的輔助手段。
【附圖說明】
[0009]圖1為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)的信號(hào)傳輸示意圖。
[0010]圖2為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)的攝像機(jī)設(shè)置示意圖。
[0011]圖3為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)的圖像拼接控制的流程圖。
[0012]圖4為綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)的圖像拼接顯示的流程圖。
[0013]附圖標(biāo)記的含義:U1-視頻編碼模塊，U2-礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)，U3-圖像拼接控制模塊，U4-圖像拼接顯示模塊；1-采煤機(jī)，2-刮板輸送帶，3-液壓支架，4-攝像機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0014]以下結(jié)合附圖具體描述本實(shí)用新型的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)。
[0015]參見附圖1，本實(shí)用新型的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)包括:視頻編碼模塊Ul、圖像拼接控制模塊U3、圖像拼接顯示模塊U4和礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)U2 (以下簡稱計(jì)算機(jī)U2)。首先，視頻編碼模塊Ul對(duì)采集自綜采工作面的數(shù)段模擬信號(hào)圖像分別進(jìn)行編碼，并傳輸給計(jì)算機(jī)U2。其次，計(jì)算機(jī)U2對(duì)圖像編碼數(shù)據(jù)進(jìn)行消除亮度、色度差異的預(yù)處理后。再次，計(jì)算機(jī)U2調(diào)用圖像拼接控制模塊U3，基于多尺度特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配對(duì)各圖像進(jìn)行拼接。其過程包括:1)圖像拼接控制模塊U3基于相位相關(guān)算法對(duì)各圖像的重疊區(qū)域進(jìn)行計(jì)算，在重疊區(qū)域內(nèi)進(jìn)行特征點(diǎn)檢測(cè)；2)圖像拼接控制模塊U3對(duì)各圖像進(jìn)行特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配；3)圖像拼接控制模塊U3基于RANSAC方法消除其中的外點(diǎn)；4)圖像拼接控制模塊U3基于全局優(yōu)化算法消除誤差積累，獲得各圖像的全局對(duì)準(zhǔn)參數(shù)；5)圖像拼接控制模塊U3基于全局對(duì)準(zhǔn)參數(shù)將各圖像投影到全局坐標(biāo)系中(各攝像機(jī)之間的單應(yīng)矩陣一旦確定即不再發(fā)生變化)，獲得合成圖像序列，并反饋給計(jì)算機(jī)U2。然后，計(jì)算機(jī)U2調(diào)用圖像拼接顯示模塊U4，其根據(jù)計(jì)算機(jī)U2顯示屏的大小和畫面分割比例設(shè)置各圖像的排列規(guī)則，并反饋給計(jì)算機(jī)U2。最后，計(jì)算機(jī)U2進(jìn)行全景圖像顯示。
[0016]綜采工作面的攝像機(jī)的配準(zhǔn)幾何分布結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)圖像配準(zhǔn)的基礎(chǔ)。通過圖像配準(zhǔn)找出待匹配的兩幅圖像之間的幾何變換關(guān)系，即旋轉(zhuǎn)、縮放、平移等仿射變換參數(shù)，以便對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)齊。通過攝像機(jī)排列的幾何關(guān)系，實(shí)現(xiàn)圖像的配準(zhǔn)，便于后續(xù)的圖像拼接。參見附圖2，采煤機(jī)I向左移動(dòng)，對(duì)煤層進(jìn)行切割和破碎。刮板輸送帶2位于采煤機(jī)I下方，承接并傳輸?shù)袈涞乃槊?。液壓支?支撐刮板輸送帶2。攝像機(jī)4固定于液壓支架，并隨液壓支架行走。
[0017]圖像拼接控制模塊基于多尺度特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配對(duì)各圖像進(jìn)行拼接。參見附圖3，為基于SIFT特征點(diǎn)的圖像拼接流程圖(以兩段圖像為例)。首先，對(duì)圖像A和圖像B分別提取SIFT特征點(diǎn)；其次，將二者的特征點(diǎn)進(jìn)行匹配；再次，計(jì)算兩段圖像的幾何變換參數(shù)；然后，將圖像A和基于幾何變換參數(shù)進(jìn)行逆向幾何變換的圖像B進(jìn)行拼接和融合；最后，獲得圖像A和圖像B的合成拼接圖像。
[0018]圖像拼接顯示模塊根據(jù)計(jì)算機(jī)顯示屏的大小與畫面分割比例設(shè)置各圖像的排列規(guī)則。參見附圖4，為圖像拼接顯示的流程圖。首先，圖像拼接顯示模塊檢測(cè)計(jì)算機(jī)顯示屏的分辨率設(shè)置圖像大??；其次，圖像拼接顯示模塊設(shè)置各個(gè)圖像的排列規(guī)則；再次，圖像拼接顯示模塊反饋信號(hào)給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)進(jìn)行全景圖像顯示。
[0019]以上顯示和描述了本實(shí)用新型的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該了解，上述實(shí)施例不以任何形式限制本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡采用等同替換等方式所獲得的技術(shù)方案，均落于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)，包括攝像機(jī)、視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計(jì)算機(jī)；固定于綜采設(shè)備的支架并隨支架行走的數(shù)臺(tái)攝像機(jī)與視頻編碼模塊連接，其采集綜采工作面的模擬信號(hào)圖像并傳輸給視頻編碼模塊；視頻編碼模塊與計(jì)算機(jī)連接，其對(duì)采集自綜采工作面的數(shù)段模擬信號(hào)圖像分別進(jìn)行編碼并傳輸給計(jì)算機(jī)；計(jì)算機(jī)與圖像拼接控制模塊連接，基于多尺度特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配對(duì)各圖像進(jìn)行拼接；計(jì)算機(jī)與圖像拼接顯示模塊連接，設(shè)置各圖像排列規(guī)則并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行全景圖像顯示。
2.如權(quán)利要求1所述的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)還對(duì)編碼的數(shù)據(jù)進(jìn)行消除亮度、色度差異的預(yù)處理。
3.如權(quán)利要求1所述的綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)，其特征在于:所述計(jì)算機(jī)為礦用隔爆兼本安型計(jì)算機(jī)。
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)，包括視頻編碼模塊、圖像拼接控制模塊、圖像拼接顯示模塊和計(jì)算機(jī)。視頻編碼模塊對(duì)采集自綜采工作面的數(shù)段模擬信號(hào)圖像分別進(jìn)行編碼并傳輸給計(jì)算機(jī)。計(jì)算機(jī)調(diào)用圖像拼接控制模塊，基于多尺度特征點(diǎn)的檢測(cè)和匹配對(duì)各圖像進(jìn)行拼接。計(jì)算機(jī)調(diào)用圖像拼接顯示模塊設(shè)置各圖像排列規(guī)則，并在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行全景圖像顯示。該綜采工作面視頻圖像拼接顯示系統(tǒng)基于動(dòng)態(tài)視頻拼接技術(shù)，實(shí)現(xiàn)綜采工作面的全景圖像顯示，使工作面的工況得到準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)地重現(xiàn)，為工作面的調(diào)度和管理提供有效的輔助手段。
【IPC分類】H04N7-18, H04N5-265
【公開號(hào)】CN204334796
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201420530207
【發(fā)明人】趙云, 顧軍, 蘇軍, 黃忠光
【申請(qǐng)人】徐州中礦大華洋通信設(shè)備有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2014年9月15日