矿井跟踪定位通信系统的设计与应用

矿井跟踪定位通信系统的设计是为了解决井下日常生产管理和抢险救灾的技术难题。采用射频识别(RFID)技术,能自动识别和跟踪井下人员及运输机车的位置,可对动态位置信息锁定和跟踪。     

面向煤矿井下的改进分布式目标跟踪算法

提出一种面向煤矿井下线性拟合和卡尔曼滤波相结合的改进分布式目标跟踪算法。根据移动目标的当前位置建立动态簇,簇头节点集中处理簇成员节点发来的最新观测数据,结合线性拟合算法和卡尔曼滤波算法对移动目标进行预测,将线性拟合的预测值和卡尔曼滤波预测值作为真正的预测值,得到目标的状态估计,通过这样的改进可实时的修正预测值。仿真结果表明,与传统的分布式目标跟踪算法比较,改进算法集中了2种算法的优点,有很好的跟踪性能。     

基于GIS的煤矿井下移动目标定位技术分析

煤矿井下人员及设备的准确定位,是保障煤矿安全生产的主要因素.而目前煤矿井下移动目标定位基本是采取区域定位模式,不能够实现井下任意位置的连续监控定位.如果将WiFi技术与GIS地理信息技术、现代通信技术、计算机技术相结合,通过基于WiFi的无线感知网络,实现对井下移动目标的连续动态定位,并且感知矿工周围环境信息.将实时感知的位置信息、周围环境信息和地理空间位置融合,基于地理信息技术,在矿井实际测绘成果图中定位人员及机车位置.查询目标历史轨迹并回放于电子矿图上,实现对煤矿井下移动目标的动态实时定位,从而有效地提高矿井安全生产水平与合理调配资源的能力.     

基于ORB特征的矿井移动目标双目视觉跟踪与定位

针对井下NLOS环境信号接收强度(RSSI)和飞行时间(ToF)定位方法存在多径干扰和定位时延,导致定位误差较大问题,提出了基于ORB特征的矿井移动目标双目视觉跟踪与定位方法。首先根据矿井移动目标双目视觉跟踪与定位原理,利用RSSI阈值监测井下移动目标的位置范围,据此触发双目视觉传感器对移动目标图像信息采样和特征提取;然后对采集的目标图像与训练图像进行ORB算法特征匹配;最后根据双目视觉传感器的视差均值和图像像素坐标公式,求解相机内外参矩阵和标定移动目标的世界坐标,从而获取井下移动目标的准确位置信息,实现实时跟踪与精确定位。结果表明,与其他算法相比,本文方法能够有效提高定位精度和实时性,对井下目标遮挡、低照度和噪声环境具有较强的鲁棒性。     

面向井下改进分布式粒子滤波跟踪算法研究

基于煤矿井下复杂环境,无线传感器网络节点能量有限且易于布放的特点,提出了一种面向煤矿井下改进分布式粒子滤波目标跟踪算法。在动态分簇的基础上利用粒子滤波对目标跟踪。仿真结果表明,与传统分簇算法比较,改进算法可以降低节点的冗余度,降低能耗。同时将改进分簇算法与粒子滤波跟踪算法结合,集中了2种算法的优点,在保证跟踪精度的前提下延长网络的生存周期,且满足煤矿井下的目标跟踪要求。     

可视化矿井及井下人员的动态显示系统的分析

介绍了利用MultiGen Creator虚拟现实技术的矿井三维建模,真实模拟矿井构造,并与无线Zigbee技术相结合,探讨构建实时三维动态矿井和可视化定位跟踪井下人员的系统,让地面工作人员及时准确地了解井下人员的实时位置和各类井下气体数据参数,安全监控矿井生产管理,提高矿井上面与井下的通信能力。     

基于RFID的煤矿井下人员跟踪定位系统

针对煤矿安全事故多,井下人员营救困难等特点,结合RFID(射频识别技术)设计了煤矿井下人员定位系统。该系统可对煤矿入井人员进行实时跟踪监测和定位,可为工作人员提供矿井巷道网络、人员位置、危险区域等相应提示的动态信息。     

矿井机车跟踪与故障抓拍系统的设计

矿井下机车跟踪与故障抓拍系统是为实时检测机车故障提供可靠、清晰、准确的跟踪要求。在该系统中,针对井下机车动态跟踪难以满足可靠、准确跟踪的要求,提出了一种基于混合高斯模型检测算法对机车实时检测与跟踪,提高了定位精度;针对井下视频监控清晰度不高,提出了一种在视频监控中利用基于梯度极值结合目标实际运动矢量的方法实现对故障目标的抓拍,提供清晰、可处理的图像。     

数字化煤矿安全监测监控系统的应用与实践

通过开发基于Internet和Intranet网络技术的以远程煤矿安全实时监测监控为主,集安全信息采集、采掘位置动态跟踪、隐患警告、事故报警、安全监管、安全调度等功能为一体的煤矿安全生产动态实时多级监管系统,对煤矿安全生产实行监测,通过网络对煤矿井下瓦斯浓度、一氧化碳浓度、风机开停状况、断电状况等进行全天候的高效快捷实时监控,对于避免瓦斯事故起到了十分明显的作用。     

基于改进卡尔曼滤波算法的煤矿井下跟踪方法

煤矿井下环境特殊,受限的多径衰落无线信道对跟踪技术提出了极大的挑战。提出了指纹匹配和卡尔曼滤波相结合的井下跟踪算法。首先利用卡尔曼-均值滤波器对采样RSSI值进行去噪等处理,然后执行指纹匹配算法得到观测点处的位置坐标作为跟踪中的观测值,并与真实值估算出井下观测噪声方差,最后采用改进的卡尔曼滤波算法跟踪目标运动轨迹。试验结果表明,改进的算法能够满足矿井下目标的跟踪精度及误差的要求,增强了跟踪系统的可靠性。     

基于RFID技术的井下人员实时管理系统

介绍了RFID技术,并对井下使用RFID技术进行可行性分析。在分析了井下无线资源特点的基础上,提出了采用915MHz的RFID技术进行矿井人员实时管理系统的开发。系统可以实现对井下人员进行实时跟踪监测和定位,可为工作人员提供矿井巷道网络、人员位置、危险区域及相应提示的动态信息。如果发生灾变,还可立即从监控计算机上查询事故现场的人员位置分布情况、被困人员数量、遇险人员撤退线路等信息,为事故抢险提供科学依据。     

井下人员定位管理系统

井下人员定位管理系统通过WEB终端界面操作,很方便地了解井下人员位置和活动情况,以及当前井下人数与分布区域等。实现了对井下作业人员监测、查询、定位、跟踪管理;独特的双向功能,解决了井上下之间通信联络,为抢险救灾提供依据,为矿井安全生产提供重要保障。     

基于运动特征的矿井下运动钻杆跟踪方法研究

针对煤矿井下运动钻杆目标跟踪时,由于井下目标物体全部遮挡、颜色相似等因素会造成目标瞬间跟踪失败的情况。因此,提出一种基于运动特征的煤矿井下运动钻杆跟踪方法。该方法首先采用混合高斯模型建模,对当前帧图像进行背景剔除获得目标运动特征,同时,利用权值融合的方式建立图像的运动和颜色联合概率分布图,然后经粒子滤波器滤波处理,进而实现钻杆目标的跟踪。该算法的测试结果表明:该方法很好的解决了完全遮挡问题。     

多机械臂煤矸石智能分拣机器人关键共性技术研究

依据我国煤矿智能绿色发展战略,深入分析了国内外智能拣矸系统的研究现状,指出研发适用于井下的多机械臂煤矸石智能分拣机器人是破解煤矸分拣难题的重要发展方向,凝练了直接影响和制约我国煤矸石智能分拣高质量发展的“煤矸石准确识别、精准跟踪和可靠抓取、多目标任务多机械臂协同分拣”三大关键共性技术难题,并给出了解决思路和方法。针对煤矿井下煤矸石被煤泥严重包裹识别难,提出了“X射线+视觉”煤矸石识别与匹配方法、基于点云数据的煤矸石抓取特征提取方法,实现目标矸石的快速识别和最优抓取特征提取;针对煤矸石形态各异、动态环境抓取难,提出了基于ORB+BEBLID特征的FLANN动态目标高效匹配方法、基于FDSST的动态目标精准跟踪方法、基于三环PID的机械臂同步跟踪轨迹规划方法,实现机械手对高速传输的动态矸石稳定抓取;针对煤矸石随机分布、障碍多、多机械臂任务分配难,提出了改进匈牙利算法的多机械臂动态空间协同分拣方法,确保系统收益的前提下实现多机械臂在动态空间中高效协同工作。现场工业性试验研究结果表明,针对三大关键共性技术所提出的方法能够有效破解煤矸石高效识别和抓取特征提取、机械臂动态目标同步跟踪稳定抓取、多机...     

煤与瓦斯突出事故应急分析及报警系统建设

分析介绍了矿井煤与瓦斯突出事故应急分析方法及报警系统建立。该方法是以通风网络为基础,结合矿井监测系统实时分析数据,快速判定事故发生时间、地点及强度,并通过不断获取的监测数据流及井下人员定位系统动态跟踪井下人员所处的位置,解算出灾害实时波及范围,计算井下人员是否在波及范围内,动态分析事故目前所影响的区域,为采取应急措施、及时切断事故连锁发生链条提供依据。报警系统的建设则为事故监测提供有效手段。     

KJ69型动目标跟踪监测系统在漳村矿的应用

在漳村煤矿KJ95综合监测系统的基础上,通过建立人员跟踪系统,成功实现了对煤矿井下动态安全的监测。     

基于Camshift自适应多特征模板的视频目标跟踪

Camshift算法实时性高,计算量小,在目标跟踪领域应用效果良好。但其仅依靠颜色模型的特点使得在噪声大、照度不均的井下视频目标跟踪中易造成目标丢失。通过在Camshift基础上建立多特征融合的模板自适应更新算法,实现边缘、纹理等特征的融合,制定特征贡献度规则,在环境变化时根据不同特征贡献度的不同自适应分配权重,更新模板。实验结果表明：新算法抗干扰能力强,特征间互补不足,跟踪准确,在煤矿复杂环境井下视频目标跟踪中有良好应用前景。     

基于RFID的煤矿井下物流管理系统研究

为解决井下人员、安全物资跟踪定位以及灾害事故、责任事故预防与灾后搜救等关键问题,将RFID技术引入煤矿井下物流管理系统,通过人员和物资的动态、静态信息识别获取,实现实时管理。RFID非接触识别等技术特点与煤矿井下管理作业流程相结合,辅之以现代网络信息技术,将提高井下安全管理水平。     

基于GIS矿山自动监测体系的初探

初步探讨了利用边坡变形监测信息和井下人员动态监测信息,结合地理信息技术构成的矿山自动监测体系.该体系能自动按预先设定时间对边坡目标进行监测,并能实时监测井下人员的位置信息和属性信息,在此基础上还可通过GIS的地理属性信息优势,结合救援专家系统设计符合不同矿区的救援方案.该体系具有可视化、集成化和可扩展性强等特点.     

矿山动态目标跟踪管理系统研究与应用

本系统主要应用了无线通讯技术及计算机通讯技术,它将通讯基站和中心控制计算机系统通过光缆或电缆相连接。矿山井下人员携带信息收发卡,系统通过通讯基站与信息卡实现双向通讯,也实现了对井下人员及移动目标的跟踪管理。