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申请/专利权人：山东拓新电气有限公司

摘要：本发明公开了一种掘锚机用影像监测系统，涉及掘锚机监测技术领域。本发明包括终端计算模块、图像模块、执行模块和雷达模块，图像模块获取掘锚机图像信息并传输至终端计算模块中，雷达模块获取深度信息并传输至终端计算模块中，执行模块采集掘锚机执行参数并传输至终端计算模块中，图像模块包括多组图像传感器，终端计算模块将多组图像传感器传输的图像信息融合成单一立体视角的全景影像，终端计算模块将全景影像转化成向量信息，本发明通过对原始图像信息进行简化，避免图像信息出现丢帧，降低了影像系统的时延，通过计算分析岩层表面的硬度信息，便于施工人员感知岩层的具体情况。

主权项：1.一种掘锚机用影像监测系统，其特征在于：包括终端计算模块、图像模块、执行模块和雷达模块，所述图像模块获取掘锚机图像信息并传输至终端计算模块中，所述雷达模块获取深度信息并传输至终端计算模块中，所述执行模块采集掘锚机执行参数并传输至终端计算模块中；所述图像模块包括多组图像传感器，终端计算模块将多组图像传感器传输的图像信息融合成单一立体视角的全景影像，所述终端计算模块将全景影像转化成向量信息，将深度信息和执行参数转化成硬度信息；包括用户计算模块、无线模块、图像库和显示模块，所述终端计算模块将向量信息和硬度信息通过无线模块传输至用户计算模块中，所述用户计算模块根据向量信息从图形库中调取替代图形，所述用户计算模块将若干替代图形组合成简化全景影像并转发至显示模块，所述显示模块显示简化全景影像；所述用户计算模块将硬度信息转化成颜色图层，将颜色图层传输至显示模块中，所述显示模块将颜色图层设置为一半透明度并和简化全景影像重叠显示；所述终端计算模块内部集成有寄存器，所述寄存器用于存储向量信息，内部还存储有和图形库内部相同的替代图形，还用于储存雷达模块获取的深度信息，寄存器实时清除被读取使用后的向量信息和深度信息；包括以下步骤：步骤1：图像信息简化，图像模块实时获取当前掘锚机所在区域的图像信息并传输至终端计算模块中，所述终端计算模块执行图像信息简化程序得到向量信息，将向量信息暂存于内部寄存器中；步骤2：硬度分析，所述执行模块将掘锚机各个执行部件的执行参数传输至终端计算模块中，所述终端计算模块执行应力分析程序分析所有执行参数计算掘锚机执行部件对前进方向岩层施加的机械应力，所述雷达模块获取掘锚机前进方向岩层表面的深度信息并传输至终端计算模块中，所述终端计算模块根据岩层被施加机械应力前后表面的深度变化计算出岩层的形变程度，结合施加的机械应力分析出掘锚机前进方向岩层各区域的硬度信息；步骤3：数据信息分包传输，所述终端计算模块将分析所得向量信息和硬度信息进行分包，将分包后的数据通过无线模块并行发送至用户计算模块中，所述用户计算模块接收到数据后进行完整校验，用户计算模块发送完整接收报文至终端计算模块；步骤4：匹配图形库融合，所述用户计算模块将向量信息与图形库中存储的替代图形进行相似度匹配，将相似度最高的替代图形替换向量信息用于表示原始的图像信息，将所有替代图形融合成简化全景影像并转发至显示模块显示；步骤5：添加硬度信息图层，所述用户计算模块根据接收到的硬度信息转化成颜色图层并转发至显示模块，显示模块将颜色图层与简化全景影像重叠显示；所述图像信息简化程序具体包括以下步骤：步骤101：颜色压缩，将图像信息RGB模型转化为YCbCr模型，Y表示亮度，Cb表示蓝色色度，Cr表示红色色度，将Cb和Cr中按照每个3x3像素的尺寸对图像信息进行分割，将分割后的3x3像素中心像素与周围相邻的8个像素色度值合并求平均值，获得颜色压缩后第一图像压缩信息；步骤102：像素压缩，以亮度作为纵坐标，像素位置相加求和作为横坐标建立亮度坐标系，将第一图像压缩信息中每个像素的亮度信息输入亮度坐标系中得到频率变化曲线，基于离散余弦变换将频率变化曲线利用8种基础频率曲线替换量化，去除第一图像压缩信息中的高频信号，获得像素压缩后第二图像压缩信息；步骤103：所述终端计算模块识别第二图像压缩信息中的边缘角点，根据识别出的边缘角点信息建立简化空间节点，将简化空间节点与寄存器中替代图形进行相似度匹配，若相似度高于百分之九十，将替代图形利用MD5转化为数据链，若相似度低于等于百分之九十，将第二图像压缩信息存入寄存器中作为新增替代图形；步骤104：所述终端计算模块将数据链与新增替代图形打包作为原始图像信息分析处理后的向量信息暂存于寄存器中，等待后续分包传输；所述应力分析程序具体包括以下步骤：步骤201：所述终端计算模块获取电机参数，通过计算输入电机的电压、电流、电机减速比和电机转化效率得到电机的瞬时输出功率Pdj；步骤202：所述终端计算模块获取液压机构传输流量Q、传动效率η和输入功率Pin，根据公式计算液压机构的功率损失ΔP，根据公式计算出液压机构的输出功率Pout，ω1和ω2为传动系数；步骤203：所述终端计算模块获取液压机构末端的移动距离Syy，根据计算出液压机构末端输出的机械应力F，后续分析岩层硬度信息；步骤204：所述图像模块获取掘锚机与岩层接触的图像信息并传输至终端计算模块中，所述终端计算模块从执行模块中获得掘锚机液压机构末端的尺寸信息，结合尺寸信息与图像信息计算出掘锚机与岩层接触面积；步骤205：所述终端计算模块从执行模块中获取掘锚机液压机构末端的移动距离Syd，所述雷达模块获取掘锚机与岩层接触后岩层变形的尺寸信息dbx，所述终端计算模块将液压机构末端输出的机械应力F，根据公式计算出与掘锚机液压机构末端接触的岩层的硬度信息H；步骤206：重复步骤204至步骤205直至掘锚机前进方向所有岩层区域硬度信息H均被计算出，所述终端计算模块将所有求得的硬度信息H和对应岩层位置区域暂存至寄存器中。

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