矿山安全动态视频监测管理系统

1311 编辑：中冶有色技术网来源：山东黄金集团蓬莱矿业有限公司

2022-02-11 16:35:35

权利要求

1.矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：包括设置于井下各处的受控端(3)、分布于矿山上的分控端(2)和设置于控制室内的控制端(1)；

所述受控端(3)包括视频采集模块(31)和报警模块(33)；

所述视频采集模块(31)采集视频信息并发送给分控端(2)；

所述报警模块(33)接收分控端(2)发出的报警信号并进行报警；

所述分控端(2)包括视频预处理模块(22)和警报发送模块(23)；

所述视频预处理模块(22)接收视频采集模块(31)发出的视频信息，视频预处理模块(22)标记视频信息的位置并将视频信息发送给控制端(1)；

所述警报发送模块(23)接受控制端(1)发出的报警信号并将报警信号发给对应的受控端(3)；

所述控制端(1)包括视频筛选模块(11)、视频解析模块(12)、危险分析模块(13)和人为判断模块(14)；

所述视频筛选模块(11)接受视频预处理模块(22)发出的带有位置标记的视频信息，视频筛选模块(11)判断设定时间内视频信息有无变化，并输出有变化的视频信息；

所述视频解析模块(12)接受视频筛选模块(11)输出的视频信息，视频解析模块(12)分析视频信息中的轮廓并对轮廓进行描边，抓取设定时间内轮廓发生快速变化的视频信息并输出；

所述危险分析模块(13)接受视频解析模块(12)输出的视频信息，危险分析模块(13)判断视频信息中快速变化的轮廓是否属于人物轮廓，将人物轮廓及人附近的轮廓删除，然后将剩余的视频信息输出；

所述人为判断模块(14)接受危险分析模块(13)输出的视频信息并进行显示，人为判断模块(14)接受外界输入的报警信号，当人为判断模块(14)接受报警信号后根据视频信息的位置信息将报警信号发送给对应的分控端(2)。

2.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：受控端(3)通过RS485总线(35)与分控端(2)连接。

3.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：分控端(2)通过LoRa技术与控制端(1)连接。

4.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：受控端(3)还包括照明模块(34)，所述照明模块(34)包括照明灯(341)，照明模块(34)存储有预设亮度，照明模块(34)检测周围环境亮度并根据预设亮度调整经过照明灯(341)的电流电压，直至周围环境亮度等于预设亮度。

5.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：报警模块(33)连接有设置于受控端(3)上的声光报警器(332)和位于工作人员手上的对讲机(331)，当报警模块(33)进行报警时，报警模块(33)控制声光报警器(332)报警并向对讲机(331)发送报警信号。

6.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：受控端(3)还包括编号存储模块(32)，所述编号存储模块(32)存储有对应受控端(3)的编号，当视频采集模块(31)发送视频信息时编号存储模块(32)将编号传输给视频采集模块(31)，视频采集模块(31)将视频信息与编号一同发送给分控端(2)；

分控端(2)包括位置存储模块(21)，所述位置存储模块(21)存储有每个编号对应的位置信息，当视频预处理模块(22)接收到视频信息和编号时，视频预处理模块(22)通过编号调用位置存储模块(21)存储的位置信息并与视频信息关联。

7.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：所述视频预处理模块(22)标记视频信息的位置前先对视频信息通过智能视频分析技术对视频信息中出现的晃动进行稳定化处理。

8.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：所述视频筛选模块(11)存储有设定时间和设定变化量，视频筛选模块(11)接收视频信息后将视频信息分析成色块，然后判断在设定时间内色块的变化量，并将变化量和设定变化量进行对比，在变化量超过设定变化量时，输出该视频信息。

9.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：所述视频解析模块(12)存储有设定时间和设定变化幅度，视频解析模块(12)接收视频信息后对视频信息进行描边获得轮廓线，然后计算设定时间内轮廓线的变化幅度，变化幅度为设定时间内轮廓线的移动面积，视频解析模块(12)将变化幅度与设定变化幅度进行比较，当变化幅度大于设定变化幅度时，输出视频信息。

10.根据权利要求1所述的矿山安全动态视频监测管理系统，其特征在于：所述危险分析模块(13)存储有多种人物标准轮廓线，危险分析模块(13)接收视频信息后将视频信息中的轮廓线与人物标准轮廓线进行对比，将接近人物标准轮廓线的轮廓线判断为人物轮廓。

说明书

技术领域

本发明涉及矿山安全技术的技术领域，尤其是涉及矿山安全动态视频监测管理系统。

背景技术

目前矿山在进行挖矿作业时，为了安全都会配备安全管理系统，安全管理系统能够对矿山上工作的人员和矿山环境进行监测，以降低矿山事故发生的概率和人员遇到危险的可能，同时也为了快速对遇难人员进行救治。

现有技术可参考授权公告号为CN2856425的中国实用新型专利，其公开了一种矿山安全动态监测管理系统，它由井下分站设备、标识卡和地面管理系统组成。井下分站设备发射无线电信号激活标识卡，标识卡工作发出唯一的加密识别码无线电信号，井下分站设备接收到该加密识别码无线电信号后，对其识别、定位、处理，通过RS485总线或DPSK信号将信息传输到地面管理系统；地面管理系统，实现对井下人员和坑道情况的动态监测和管理。

上述中的现有技术方案存在以下缺陷：矿山内部的情况复杂多变，在很多矿难发生前，矿内的部分区域很有可能会发生小规模的落石、塌方等情况，此时如果此区域没有人，则无法预测矿难的发生，目前的矿山安全动态监测管理系统还是依靠对人员进行监测，难以实现预测矿难的功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种矿山安全动态视频监测管理系统，能够使管理人员快速预测矿难的发生，减小损失。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种矿山安全动态视频监测管理系统，包括设置于井下各处的受控端、分布于矿山上的分控端和设置于控制室内的控制端；

所述受控端包括视频采集模块和报警模块；

所述视频采集模块采集视频信息并发送给分控端；

所述报警模块接收分控端发出的报警信号并进行报警；

所述分控端包括视频预处理模块和警报发送模块；

所述视频预处理模块接收视频采集模块发出的视频信息，视频预处理模块标记视频信息的位置并将视频信息发送给控制端；

所述警报发送模块接受控制端发出的报警信号并将报警信号发给对应的受控端；

所述控制端包括视频筛选模块、视频解析模块、危险分析模块和人为判断模块；

所述视频筛选模块接受视频预处理模块发出的带有位置标记的视频信息，视频筛选模块判断设定时间内视频信息有无变化，并输出有变化的视频信息；

所述视频解析模块接受视频筛选模块输出的视频信息，视频解析模块分析视频信息中的轮廓并对轮廓进行描边，抓取设定时间内轮廓发生快速变化的视频信息并输出；

所述危险分析模块接受视频解析模块输出的视频信息，危险分析模块判断视频信息中快速变化的轮廓是否属于人物轮廓，将人物轮廓及人附近的轮廓删除，然后将剩余的视频信息输出；

所述人为判断模块接受危险分析模块输出的视频信息并进行显示，人为判断模块接受外界输入的报警信号，当人为判断模块接受报警信号后根据视频信息的位置信息将报警信号发送给对应的分控端。

通过采用上述方案，受控端采集矿井下各个区域的视频信息，先发送给分控端进行预处理并汇总，然后再发送给控制端，控制端接收到视频信息后，将视频信息解析并判断是否存在矿井内发生落石或坍塌，将可疑的视频显示给管理人员，管理人员判断具体情况后控制对应受控端发出警报，提醒矿井下的作业人员，减少矿难发生的可能，管理系统能够避免由于矿井占用面积太大而导致管理人员难以实时监测整个矿井，能够使管理人员快速预测矿难的发生，减小损失。

本发明进一步设置为：受控端通过RS485总线与分控端连接。

通过采用上述方案，RS485总线能够保证信号传输稳定。

本发明进一步设置为：分控端通过LoRa技术与控制端连接。

通过采用上述方案，LoRa技术具有功耗低、覆盖面广和短距离传输速度快的优点，在矿山这种郊区地区能够轻松覆盖整个矿山。

本发明进一步设置为：受控端还包括照明模块，所述照明模块包括照明灯，照明模块存储有预设亮度，照明模块检测周围环境亮度并根据预设亮度调整经过照明灯的电流电压，直至周围环境亮度等于预设亮度。

通过采用上述方案，照明模块能够为视频采集模块提供照明，以保证受控端采集的视频信息足够清晰。

本发明进一步设置为：报警模块连接有设置于受控端上的声光报警器和位于工作人员手上的对讲机，当报警模块进行报警时，报警模块控制声光报警器报警并向对讲机发送报警信号。

通过采用上述方案，报警模块通过声光报警器和对讲器同时报警，提醒所有工作人员，减少因为噪音等原因致使工作人员没有察觉到警报的可能。

本发明进一步设置为：受控端还包括编号存储模块，所述编号存储模块存储有对应受控端的编号，当视频采集模块发送视频信息时编号存储模块将编号传输给视频采集模块，视频采集模块将视频信息与编号一同发送给分控端；

分控端包括位置存储模块，所述位置存储模块存储有每个编号对应的位置信息，当视频预处理模块接收到视频信息和编号时，视频预处理模块通过编号调用位置存储模块存储的位置信息并与视频信息关联。

通过采用上述方案，受控端自带有内置编号，分控端存储有每个编号对应的位置，在分控端向控制端发送视频信息时将能够查询位置信息并进行发送，来锁定每个视频信息的拍摄位置。

本发明进一步设置为：所述视频预处理模块标记视频信息的位置前先对视频信息通过智能视频分析技术对视频信息中出现的晃动进行稳定化处理。

通过采用上述方案，能够有效减少因为受控端在采集视频信息时遭遇剧烈晃动而导致视频信息后续处理错误的可能。

本发明进一步设置为：所述视频筛选模块存储有设定时间和设定变化量，视频筛选模块接收视频信息后将视频信息分析成色块，然后判断在设定时间内色块的变化量，并将变化量和设定变化量进行对比，在变化量超过设定变化量时，输出该视频信息。

通过采用上述方案，能够对视频信息进行像素式的分析，筛选结果准确且筛选速度快。

本发明进一步设置为：所述视频解析模块存储有设定时间和设定变化幅度，视频解析模块接收视频信息后对视频信息进行描边获得轮廓线，然后计算设定时间内轮廓线的变化幅度，变化幅度为设定时间内轮廓线的移动面积，视频解析模块将变化幅度与设定变化幅度进行比较，当变化幅度大于设定变化幅度时，输出视频信息。

通过采用上述方案，能够通过计算对轮廓线移动经过的区域面积来判断视频信息中是否出现快速变化来判断是否出现物体快速移动，计算结果准确。

本发明进一步设置为：所述危险分析模块存储有多种人物标准轮廓线，危险分析模块接收视频信息后将视频信息中的轮廓线与人物标准轮廓线进行对比，将接近人物标准轮廓线的轮廓线判断为人物轮廓。

通过采用上述方案，能够通过预设的人物标准轮廓线来判断人物轮廓，判断结果比单纯采用人脸识别更准确。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1. 受控端采集矿井下各个区域的视频信息，先发送给分控端进行预处理并汇总，然后再发送给控制端，控制端接收到视频信息后，将视频信息解析并判断是否存在矿井内发生落石或坍塌，将可疑的视频显示给管理人员，管理人员判断具体情况后控制对应受控端发出警报，提醒矿井下的作业人员，减少矿难发生的可能，管理系统能够避免由于矿井占用面积太大而导致管理人员难以实时监测整个矿井的状况发生；

2. 受控端自带有内置编号，分控端存储有每个编号对应的位置，在分控端向控制端发送视频信息时将能够查询位置信息并进行发送，来锁定每个视频信息的拍摄位置；

3. 能够有效减少因为受控端在采集视频信息时遭遇剧烈晃动而导致视频信息后续处理错误的可能。

附图说明

图1是实施例的整体系统框图；

图2是实施例中突出受控端、分控端和控制端的系统框图

图中，1、控制端；11、视频筛选模块；12、视频解析模块；13、危险分析模块；14、人为判断模块；2、分控端；21、位置存储模块；22、视频预处理模块；23、警报发送模块；3、受控端；31、视频采集模块；32、编号存储模块；33、报警模块；331、对讲机；332、声光报警器；34、照明模块；341、照明灯；35、RS485总线。

具体实施方式

实施例：一种矿山安全动态视频监测管理系统，如图1所示，包括设置于井下各处的分控端2、分布于矿山上的分控端2和设置于控制室内的控制端1。

如图1和图2所示，受控端3包括视频采集模块31、编号存储模块32、照明模块34和报警模块33。分控端2包括位置存储模块21、视频预处理模块22和警报发送模块23。控制端1包括视频筛选模块11、视频解析模块12、危险分析模块13和人为判断模块14。受控端3通过RS485总线35与分控端2连接。分控端2通过LoRa技术与控制端1连接。RS485总线35能够保证信号传输稳定。LoRa技术具有功耗低、覆盖面广和短距离传输速度快的优点，在矿山这种郊区地区能够轻松覆盖整个矿山。

如图2所示，视频采集模块31采集视频信息并发送给视频预处理模块22。照明模块34包括照明灯341。照明模块34存储有预设亮度。照明模块34检测周围环境亮度并根据预设亮度调整经过照明灯341的电流电压，直至周围环境亮度等于预设亮度。照明模块34能够为视频采集模块31提供照明，以保证受控端3采集的视频信息足够清晰。

如图2所示，编号存储模块32存储有对应受控端3的编号，当视频采集模块31发送视频信息时编号存储模块32将编号传输给视频采集模块31，视频采集模块31将视频信息与编号一同发送给视频预处理模块22。视频预处理模块22接收到视频信息后对视频信息通过智能视频分析技术对视频信息中出现的晃动进行稳定化处理。位置存储模块21存储有每个编号对应的位置信息，当视频预处理模块22接收到视频信息和编号时，视频预处理模块22通过编号调用位置存储模块21存储的位置信息并与视频信息关联。视频预处理模块22将处理好的视频信息发送给视频筛选模块11。受控端3自带有内置编号，分控端2存储有每个编号对应的位置，在分控端2向控制端1发送视频信息时将能够查询位置信息并进行发送，来锁定每个视频信息的拍摄位置。视频预处理模块22能够有效减少因为受控端3在采集视频信息时遭遇剧烈晃动而导致视频信息后续处理错误的可能。

如图2所示，视频筛选模块11存储有设定时间和设定变化量。视频筛选模块11接收视频信息后将视频信息分析成色块，然后判断在设定时间内色块的变化量，并将变化量和设定变化量进行对比。在变化量超过设定变化量时，输出该视频信息。视频筛选模块11能够对视频信息进行像素式的分析，筛选结果准确且筛选速度快。

如图2所示，视频解析模块12接收视频筛选模块11输出的视频信息，视频解析模块12存储有设定时间和设定变化幅度。视频解析模块12接收视频信息后对视频信息进行描边获得轮廓线，然后计算设定时间内轮廓线的变化幅度，变化幅度为设定时间内轮廓线的移动面积。视频解析模块12将变化幅度与设定变化幅度进行比较，当变化幅度大于设定变化幅度时，输出视频信息。视频解析模块12能够通过计算对轮廓线移动经过的区域面积来判断视频信息中是否出现快速变化来判断是否出现物体快速移动。

如图2所示，危险分析模块13接受视频解析模块12输出的视频信息，危险分析模块13存储有多种人物标准轮廓线。危险分析模块13接收视频信息后将视频信息中的轮廓线与人物标准轮廓线进行对比，将接近人物标准轮廓线的轮廓线判断为人物轮廓。危险分析模块13将人物轮廓及人附近的轮廓删除，然后将剩余的视频信息输出。危险分析模块13能够通过预设的人物标准轮廓线来判断人物轮廓，判断结果比单纯采用人脸识别更准确。

如图2所示，人为判断模块14接受危险分析模块13输出的视频信息并进行显示。人为判断模块14接受外界输入的报警信号，当人为判断模块14接受报警信号后根据视频信息的位置信息将报警信号发送给对应的分控端2的警报发送模块23。通过管理人员最终判断是否发生矿难预兆，来确定是否需要发出警报。

如图2所示，警报发送模块23接收报警信号并将报警信号发给对应的报警模块33。报警模块33连接有设置于受控端3上的声光报警器332和位于工作人员手上的对讲机331。当报警模块33接收到警报发送模块23发出的报警信号后进行报警。当报警模块33进行报警时，报警模块33控制声光报警器332报警并向对讲机331发送报警信号。报警模块33通过声光报警器332和对讲器同时报警，提醒所有工作人员，减少因为噪音等原因致使工作人员没有察觉到警报的可能。

使用方式：受控端3采集矿井下各个区域的视频信息并发送给分控端2进行预处理并汇总，确定视频信息位置并使视频信息更加清晰。分控端2然后再发送给控制端1，控制端1接收到视频信息后，将视频信息解析并判断是否存在矿井内发生落石或坍塌，将可疑的视频显示给管理人员。管理人员判断具体情况后可以控制对应受控端3发出警报，提醒矿井下的作业人员，减少矿难发生的可能。

本具体实施方式的实施例均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。