Binocular vision-based perception and positioning method of mine external fire
-
摘要: 针对目前矿井外因火灾监测方法大都没有火源定位功能的问题，提出了基于双目视觉的矿井外因火灾感知与定位方法。在有电缆、胶带和机电设备的巷道、硐室及采掘工作面多点设置矿用可见光双目摄像机或近红外双目摄像机，采集监控区域图像；对采集到的图像进行预处理，通过阈值分割得到二值化图像；计算图像中的圆形度、矩形度和尖角数量，根据圆形度、矩形度和尖角数量对图像进行火焰识别，若图像检测区域有火焰，发出火灾报警信号，并融合温度、烟雾、二氧化碳、一氧化碳、氧气和红外传感器信息，提高报警准确性；通过矿用可见光双目摄像机或近红外双目摄像机对火源进行测距，结合摄像机位置对火源进行定位，并输出火源位置信息，控制火源附近灭火装置灭火。也可采用远红外双目摄像机进行火灾感知和火源定位，但成本高。基于双目视觉的矿井外因火灾感知与定位方法既可感知火灾又可定位火源，具有监控范围广、成本低、响应快、可视化等优点，解决了矿井外因火灾火源定位的难题。Abstract: In order to solve the problem that most of the current mine external fire monitoring methods do not have fire source positioning function, a binocular vision-based perception and positioning method of mine external fire is proposed. Firstly, the method sets up mine visible binocular cameras or near-infrared binocular cameras at multiple points in roadways, chambers and working faces with cables, tapes and electromechanical equipment to capture images of the monitoring area. Then, the adopted images are preprocessed and binarized images are obtained by threshold segmentation. The roundness, rectangularity and number of sharp corners in the image are calculated, and the images are identified by flames according to the roundness, rectangularity and number of sharp corners. If there is flame in the image detection area, a fire alarm signal will be issued and the temperature, smoke, carbon dioxide, carbon monoxide, oxygen and infrared sensor information are taken into consideration to improve the accuracy of alarms. Finally, the method uses mine visible binocular cameras or near-infrared binocular cameras to measure the distance of the fire source, locates the fire source based on the camera position, and outputs the fire source location information to control the fire extinguishing device near the fire source. Far-infrared binocular cameras can also be used for fire perception and fire source positioning, but the cost is high. The binocular vision-based perception and positioning method of mine external fire can sense and locate the fire source. This method has the advantages of wide monitoring range, low cost, fast response and visualization, and solves the problem of locating the fire source of mine external fire.
-
-
期刊类型引用(21)
1. 赵冬. 基于机器视觉的煤矿井下火灾检测方法. 自动化应用. 2025(01): 101-104+107 . 
百度学术
2. 孙继平，李小伟. 基于图像顺滑度的矿井外因火灾识别及抗干扰方法研究. 中国矿业大学学报. 2025(01): 215-226 . 百度学术
3. 耿哲，张德胜. 煤矿井下区域防灭火系统的设计. 矿山机械. 2025(03): 50-55 . 百度学术
4. 孙继平，李小伟. 矿井外因火灾图像凹陷度识别方法. 煤炭科学技术. 2025(01): 341-355 . 百度学术
5. 王炎林，裴晓东，王凯，徐光. 基于双光谱成像技术的矿井早期火源识别及抗干扰方法研究. 工矿自动化. 2025(03): 122-130 . 本站查看
6. 胡纪年，李雨成，李俊桥，张巍. 基于CNN的矿井外因火灾火源定位方法研究. 中国安全生产科学技术. 2024(03): 134-140 . 百度学术
7. 李海龙. 基于机器视觉的煤矿用输送带跑偏检测方法. 矿山机械. 2024(05): 29-33 . 百度学术
8. 徐晓敏，朱正磊，刘鑫，郭青玄，赵一夫. 基于无人机监测的电力火灾起火点定位方法研究. 电力大数据. 2024(03): 50-56 . 百度学术
9. 孙继平，李小伟. 基于图像内凹度的矿井外因火灾识别及抗干扰方法. 煤炭学报. 2024(07): 3253-3264 . 百度学术
10. 于博，陈光波. 基于组合赋权-物元可拓模型的煤矿内因火灾安全评价. 煤矿安全. 2023(02): 61-70 . 百度学术
11. 李光宇，李守军，缪燕子. 基于机器视觉和灰色模型的矿井外因火灾辨识与定位方法. 矿业安全与环保. 2023(02): 82-87 . 百度学术
12. 程开. 选煤厂机械搅拌式浮选机智能控制系统的研究. 煤炭加工与综合利用. 2023(06): 6-12 . 百度学术
13. 孙继平，程继杰. 煤矿冲击地压和煤与瓦斯突出感知报警方法研究. 工矿自动化. 2022(01): 1-6 . 本站查看
14. 郭玉柱. 斜沟煤矿火灾应急隔离系统设计研究. 煤. 2022(02): 13-16+29 . 百度学术
15. 范涌高，周怡敏，张玉玺，闫宋锟，朱丽娜. 井下复合定位系统框架. 计算机测量与控制. 2022(02): 201-206 . 百度学术
16. 孙继平，范伟强. MS-ADoG域结合ReNLU与VGG-16的矿井双波段图像融合算法. 光子学报. 2022(03): 1-15 . 百度学术
17. 孙继平，李小伟，徐旭，张森森. 矿井电火花及热动力灾害紫外图像感知方法研究. 工矿自动化. 2022(04): 1-4+95 . 本站查看
18. 王勇，胡斌，康渴楠，孔庆东，葛小菡，李辰阳. 智能传感器在消防装备中的应用现状分析. 中国安全科学学报. 2022(S1): 184-188 . 百度学术
19. 高懿伟，郭志国，张俊，郑彪华. 我国金属矿山热动力灾害防治技术研究现状与展望. 金属矿山. 2022(12): 196-204 . 百度学术
20. 肖国强，范新丽，马砺，骆伟，吴明明. 矿井火灾环境信息动态感知与应急隔离系统. 工矿自动化. 2021(09): 65-69 . 本站查看
21. 刘彦武. 基于智能通风的火灾和瓦斯突出灾变管控系统探讨. 山西焦煤科技. 2021(08): 47-52 . 百度学术
其他类型引用(11)
计量
- 文章访问数: 180
- HTML全文浏览量: 20
- PDF下载量: 27
- 被引次数: 32
下载:
