基于礦井巷道人員圖像定位的安全規(guī)則集約簡(jiǎn)方法
【專(zhuān)利摘要】一種基于礦井巷道人員圖像定位的安全規(guī)則集約簡(jiǎn)方法，屬于煤炭礦井下的設(shè)備檢測(cè)方法。約減方法：在規(guī)則集數(shù)據(jù)庫(kù)中標(biāo)記設(shè)備在規(guī)則集的位置信息；第一步：設(shè)計(jì)設(shè)備表、設(shè)備檢查表、安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表；第二步：對(duì)礦井巷道人員進(jìn)行圖像定位；第三步：下載人員附近半徑為R的區(qū)域內(nèi)設(shè)備的安全規(guī)則集；定位方法：(1)待定位的目標(biāo)Target位于三個(gè)WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之內(nèi)；(2)待定位的目標(biāo)Target位于三個(gè)WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之外；3個(gè)WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)的攝像控件均采用相關(guān)參數(shù)規(guī)格，則3個(gè)WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)獲得目標(biāo)的成像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比。在手持端不需要下載所有設(shè)備的安全規(guī)則集，提高了檢測(cè)工作的效率。
【專(zhuān)利說(shuō)明】基于礦井巷道人員圖像定位的安全規(guī)則集約簡(jiǎn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種煤炭礦井下的設(shè)備檢測(cè)方法，特別是一種基于礦井巷道人員圖像 定位的安全規(guī)則集約簡(jiǎn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在如今，技術(shù)人員在礦井持手持設(shè)備對(duì)礦井下安裝的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，需要提前 將所有的規(guī)則集下載。當(dāng)行走到需要檢測(cè)設(shè)備時(shí)，通過(guò)對(duì)比規(guī)則集中的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)設(shè)備的 運(yùn)行狀態(tài)。但是現(xiàn)在規(guī)則集都是以數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)，在手持端沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行約減，全部下 載下來(lái)的儲(chǔ)存在設(shè)備中，對(duì)手持端的檢索數(shù)據(jù)集造成非常大的壓力，安全檢測(cè)的效率低。目 前缺少一種有效的約減方法來(lái)提高檢測(cè)的效率。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 技術(shù)問(wèn)題：本發(fā)明的目的是要提供一種基于礦井巷道人員圖像定位的安全規(guī)則集 約簡(jiǎn)方法，將設(shè)備檢測(cè)員在礦井巷道中定位，然后只將人員位置附近的設(shè)備下載到手持端， 實(shí)現(xiàn)安全規(guī)則集進(jìn)行約減，減少手持端檢索數(shù)據(jù)集的壓力。
[0004] 技術(shù)方案：本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：該安全規(guī)則集約減方法包括，約減方法 和礦井巷道人員圖像定位方法；所述的約減方法有以下步驟：
[0005] 在規(guī)則集數(shù)據(jù)庫(kù)中添加巷道坐標(biāo)字段，標(biāo)記該設(shè)備在規(guī)則集的位置信息；
[0006] 第一步：設(shè)計(jì)設(shè)備表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、設(shè)備檢查表、安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表；
[0007] 設(shè)備表和設(shè)備關(guān)聯(lián)表，設(shè)備檢查表和安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表都以設(shè)備表設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)ID 為外鍵約束，安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表有以安全規(guī)則集的唯一標(biāo)識(shí)ID為外鍵約束；
[0008] 其中：
[0009] 設(shè)備表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、位置信息和設(shè)備名稱(chēng)；
[0010] 設(shè)備關(guān)聯(lián)表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、臨近設(shè)備的設(shè)備唯一編號(hào)；
[0011] 設(shè)備檢查表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、最后設(shè)備安全檢測(cè)時(shí)間、設(shè)備故障信息和設(shè)備檢 查操作員姓名；
[0012] 安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表包含：設(shè)備唯一編號(hào)和安全規(guī)則集編號(hào)；
[0013] 安全規(guī)則表包含：安全規(guī)則集編號(hào)和安全規(guī)則；
[0014] 第二步：對(duì)礦井巷道人員進(jìn)行圖像定位；
[0015] 從無(wú)線多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)中獲得目標(biāo)的圖像信息，對(duì)其進(jìn)行信息處理獲得目 標(biāo)尺度信息，從而反演出相機(jī)到目標(biāo)的距離比例，再根據(jù)三邊測(cè)量法計(jì)算目標(biāo)的位置；
[0016] 第三步：下載人員附近半徑為R的區(qū)域內(nèi)設(shè)備的安全規(guī)則集；
[0017] 設(shè)定一個(gè)半徑R，通過(guò)第二步計(jì)算出的人員位子，使用距離坐標(biāo)方法，確定以人員 位置為圓心，R為半徑覆蓋區(qū)域，通過(guò)覆蓋設(shè)備發(fā)現(xiàn)算法，在該覆蓋區(qū)域里面的所有設(shè)備的 安全規(guī)則集都下載到設(shè)備檢測(cè)員的手持端；實(shí)現(xiàn)安全規(guī)則集的約減；
[0018] 所述的礦井巷道人員圖像定位方法有以下步驟：
[0019] 在目標(biāo)定位分為兩種情況：
[0020] (1)待定位的目標(biāo)位于三個(gè)麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之內(nèi)；其中：d為 目標(biāo)成像大小，r為目標(biāo)與相機(jī)之間的距離，D為相機(jī)之間的距離，a為目標(biāo)與相機(jī)之間的夾 角；
[0021] ⑵待定位的目標(biāo)位于三個(gè)麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之外；其中的參數(shù) 意義同上；
[0022] 對(duì)于以上兩種情況，目標(biāo)與3個(gè)WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件的連線所構(gòu)成的3個(gè)角度之和 均為360° ;
[0023] 3個(gè)WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件均采用相關(guān)參數(shù)規(guī)格，則3個(gè)WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)獲得目標(biāo) 的成像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比；
[0024] 其中，f為麗SN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件的焦距，為簡(jiǎn)化麗SN節(jié)點(diǎn)的硬件復(fù)雜度，焦距f 常設(shè)定為常量；h為目標(biāo)的實(shí)際物理尺度，一個(gè)具體確定的目標(biāo)，在短時(shí)攝像過(guò)程中的尺度 往往是保持不變的，因此也是一個(gè)常量；rl和r2是目標(biāo)的距離麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件的兩個(gè) 距離；dl和d2是目標(biāo)在rl和r2的距離下在麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件中的成像尺度；
[0025] 有以下關(guān)系成立： Ih_dx _= _~ r'2-f (I.I)
[0027] 有以下關(guān)系成立： r, _Cil
[0028]τ=Ζ '丨 ￡'2 (1.2)
[0029]即： fd \
[0030] ^ = I Tl I X (1.3)
[0031] 同樣可以得到關(guān)系： -?〇
[0032] /·,=； -IXrx ⑷ (1.4)
[0033] 麗SN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件和目標(biāo)的關(guān)系，由三角函數(shù)可知： ， ， ， s、 11 4- -Di
[0034]Gm(Ai) = 2χγ>χγ2 (1.5) II ^ r、七r' - D，
[0035] cos(a,)- ^ (1.6) 2t 2 2 /'+/* -￡}
[0036] cos(a,)= -- . 2xr^xr- ￠1,7)
[0037]ai+a2+a3 = 2Xπ(I. 8)
[0038] 其中，目標(biāo)的成像尺度(11，(12，(13，可以根據(jù)對(duì)監(jiān)控圖像的分析而得到，3個(gè)麗5"言 標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件之間的距離Dl，D2,D3,可以根據(jù)它們的布置情況直接測(cè)量得到，因此這六 個(gè)變量為已知量；目標(biāo)與WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件之間構(gòu)成的3個(gè)夾角al，a2,a3均是未知 量，但是它們滿足關(guān)系式（1. 8)，目標(biāo)與WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件之間的距離rl，r2和r3是 待測(cè)量的未知數(shù)，因此，對(duì)于這6個(gè)未知數(shù)，可以由式（1.3)，（1.4)，（1.5)，（1.6)，（1.7)和 (1.8)構(gòu)成的方程組解得；
[0039] 解出的位置坐標(biāo)作為圓心，設(shè)定一個(gè)半徑R，計(jì)算出該圓的覆蓋范圍，在該范圍內(nèi) 的所有設(shè)備的安全規(guī)則集都下載到手持設(shè)備端。
[0040] 有益效果，由于采用了上述方案，在手持端不需要下載井下所有的設(shè)備的安全規(guī) 則集，僅下載設(shè)備檢測(cè)員當(dāng)前位置附近設(shè)備的安全規(guī)則集，大大的提高了檢測(cè)工作的效率； 按照人員圖像定位方法對(duì)安全規(guī)則集進(jìn)行約減，當(dāng)檢測(cè)人員到巷道1，手持端將會(huì)接收到附 近多媒體傳感器網(wǎng)絡(luò)發(fā)來(lái)的位置信息將附近（半徑R內(nèi)）的設(shè)備的安全規(guī)則集下載到手持 設(shè)備端，大大的提高了檢測(cè)工作的效率。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】：
[0041] 圖1為本發(fā)明數(shù)據(jù)庫(kù)表關(guān)系設(shè)計(jì)圖。
[0042] 圖2為本發(fā)明目標(biāo)在三角形之內(nèi)。
[0043] 圖3為本發(fā)明目標(biāo)在三角形之外。
[0044] 圖4為本發(fā)明目標(biāo)成像尺度與成像距離關(guān)系。
[0045] 圖5為本發(fā)明人員和設(shè)備距離關(guān)系示意圖。
[0046] 圖中，1、第1巷道；2、第2巷道；3、距離半徑R;4、第4巷道；5、第5巷道。

【具體實(shí)施方式】：
[0047] 實(shí)施例1 :該安全規(guī)則集約減方法包括，約減方法和礦井巷道人員圖像定位方法； 所述的約減方法有以下步驟：
[0048]第一步：設(shè)計(jì)設(shè)備表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、設(shè)備檢查表、安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表；
[0049] 具體設(shè)計(jì)方法如下：
[0050]表1 :

【權(quán)利要求】
1. 一種基于礦井巷道人員圖像定位的安全規(guī)則集約簡(jiǎn)方法，其特征是：該安全規(guī)則集 約減方法包括，約減方法和礦井巷道人員圖像定位方法；所述的約減方法有以下步驟： 在規(guī)則集數(shù)據(jù)庫(kù)中添加巷道坐標(biāo)字段，標(biāo)記該設(shè)備在規(guī)則集的位置信息； 第一步：設(shè)計(jì)設(shè)備表、設(shè)備關(guān)聯(lián)表、設(shè)備檢查表、安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表； 設(shè)備表和設(shè)備關(guān)聯(lián)表，設(shè)備檢查表和安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表都以設(shè)備表設(shè)備唯一標(biāo)識(shí)ID為 外鍵約束，安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表和安全規(guī)則表以安全規(guī)則集的唯一標(biāo)識(shí)ID為外鍵約束； 其中： 設(shè)備表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、位置信息和設(shè)備名稱(chēng)； 設(shè)備關(guān)聯(lián)表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、臨近設(shè)備的設(shè)備唯一編號(hào)； 設(shè)備檢查表包含：設(shè)備唯一編號(hào)、最后設(shè)備安全檢測(cè)時(shí)間、設(shè)備故障信息和設(shè)備檢查操 作員姓名； 安全規(guī)則關(guān)聯(lián)表包含：設(shè)備唯一編號(hào)和安全規(guī)則集編號(hào)； 安全規(guī)則表包含：安全規(guī)則集編號(hào)和安全規(guī)則； 第二步：對(duì)礦井巷道人員進(jìn)行圖像定位； 從WMSN節(jié)點(diǎn)中獲得目標(biāo)的圖像信息，對(duì)其進(jìn)行信息處理獲得目標(biāo)尺度信息，從而反演 出相機(jī)到目標(biāo)的距離比例，再根據(jù)三邊測(cè)量法計(jì)算目標(biāo)的位置； 所述的礦井巷道人員圖像定位方法： 在目標(biāo)定位分為兩種情況： (1) 待定位的目標(biāo)位于三個(gè)麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之內(nèi)；其中：d為目標(biāo) 成像大小，r為目標(biāo)與相機(jī)之間的距離，D為相機(jī)之間的距離，a為目標(biāo)與相機(jī)之間的夾角； (2) 待定位的目標(biāo)位于三個(gè)WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件所構(gòu)成的三角形之外；其中的參數(shù)意義 同上； 對(duì)于以上兩種情況，目標(biāo)與3個(gè)WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件的連線所構(gòu)成的3個(gè)角度之和均為 360。； 3個(gè)麗SN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件均采用相關(guān)參數(shù)規(guī)格，則3個(gè)麗SN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)獲得目標(biāo)的成 像尺度信息在相同焦距的情況下，物體成像大小與距離成反比； 其中，f為麗SN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件的焦距，為簡(jiǎn)化麗SN節(jié)點(diǎn)的硬件復(fù)雜度，焦距f常 設(shè)定為常量；h為目標(biāo)的實(shí)際物理尺度，一個(gè)具體確定的目標(biāo)，在短時(shí)攝像過(guò)程中的尺度往 往是保持不變的，因此也是一個(gè)常量；rl和r2是目標(biāo)Target的距離WMSN節(jié)點(diǎn)攝像控件的 兩個(gè)距離；dl和d2是目標(biāo)Target在rl和r2的距離下在麗SN節(jié)點(diǎn)攝像控件中的成像尺 度； 有以下關(guān)系成立： h dl ........*--?............ Λ f h _d2 Λ -/ (1.1) 有以下關(guān)系成立： ι±=^[? r' (1.2) 即： / . \ rf, mmm· * \J f~ _ 腦……… A / * (1.3) 同樣可以得到關(guān)系： f dA n = -L x r. (1.4) WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件和目標(biāo)的關(guān)系，由三角函數(shù)可知： 2. rs.- / 、廠1 + 廠，一Dx ms(at)=」-二-- 2xrixr2 (1.5) Α-+Γ~-￡); cos(a,) = =-:- - 2χ^χ/τ* (1.6) -、ι\ +f]2 -D,2 cos(a,) =-!-- . 2xr、xr、 (1.7) &ι+&2+&3 - 2 X ^ (1. 8) 其中，目標(biāo)的成像尺度dl，d2，d3,可以根據(jù)對(duì)監(jiān)控圖像的分析而得到，3個(gè)WMSN信標(biāo)節(jié) 點(diǎn)攝像控件之間的距離Dl，D2, D3,可以根據(jù)它們的布置情況直接測(cè)量得到，因此這六個(gè)變 量為已知量；目標(biāo)與WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件之間構(gòu)成的3個(gè)夾角al，a2，a3均是未知量，但 是它們滿足關(guān)系式（1.8)，目標(biāo)與WMSN信標(biāo)節(jié)點(diǎn)攝像控件之間的距離rl，r2和r3是待測(cè)量 的未知數(shù)，因此，對(duì)于這6個(gè)未知數(shù)，可以由式（1.3)，（1.4)，（1.5)，（1.6)，（1.7)和（1.8) 構(gòu)成的方程組解得； 覆蓋設(shè)備發(fā)現(xiàn)算法： 解出的位置坐標(biāo)作為圓心，設(shè)定一個(gè)半徑R，計(jì)算出該圓的覆蓋范圍。 第一步：遍歷設(shè)備關(guān)聯(lián)表，逐個(gè)計(jì)算臨近設(shè)備的是否包含在覆蓋范圍內(nèi)，如果設(shè)備覆蓋 在R半徑的范圍內(nèi)，則進(jìn)行第二步，如果沒(méi)有則第三步。 第二步：以覆蓋的設(shè)備ID查找設(shè)備關(guān)聯(lián)表，重復(fù)第一步。 第三步：則算法停止，覆蓋的設(shè)備確定。確定被覆蓋所有設(shè)備的安全規(guī)則集都下載到手 持設(shè)備端。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK104239401SQ201410340429
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】陳偉, 張磊, 唐志博 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)