安全时间模型下的井下运动目标防撞预警方法-西安科技大学学报.PDF

第３６卷　第６期 西 安 科 技 大 学 学 报 Ｖｏｌ．３６　Ｎｏ６ ２０１６年１１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＸＩ’ＡＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｎｏｖ２０１６ 　　　　ＤＯＩ：１０．１３８００／ｊ．ｃｎｋｉ．ｘａｋｊｄｘｘｂ．２０１６．０６１９文章编号：１６７２－９３１５（２０１６）０６－０８７５－０７ 安全时间模型下的井下运动目标防撞预警方法 李占利，陈佳迎，李洪安，谢爱玲 （西安科技大学 计算机科学与技术学院，陕西 西安７１００５４） 摘　要：为了预防井下碰撞事故发生，提高煤矿安全生产水平，文中利用井下业已安装的视频监 控系统，提出了一种基于安全时间模型的井下运动目标防撞预警方法。该方法首先依据视觉计 算原理推导出目标的运动状态三维参数，分析运动目标之间的相对运动情况构建出相对运动情 况树；然后根据运动状态三维参数和相对运动情况树，计算出运动目标之间的实际距离；最后建 立安全时间模型计算出安全距离，分析从ｔ时刻到ｔ＋ ｔ时刻内运动目标之间是否可能发生碰撞， Δ 制定相应的预警策略，其中 ｔ的选取由安全时间模型中的安全时间决定。实验结果表明，该方法 Δ 能够准确计算出运动目标之间的实际距离，实时预防矿工和运煤车碰撞事故的发生，为煤矿运输 事故自动预警机制提供了新的技术手段。 关键词：煤矿安全；碰撞预警；安全时间模型；运动情况树 中图分类号：ＴＰ３９１　　　文献标志码：Ａ Ａｎａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｏｆｃｏａｌｍｉｎｅ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓｂａｓｅｄｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙｔｉｍｅｍｏｄｅｌ ＬＩＺｈａｎｌｉ，ＣＨＥＮＪｉａｙｉｎｇ，ＬＩＨｏｎｇａｎ，ＸＩＥＡｉｌｉｎｇ （ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｘｉ’ａｎ７１００５４，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｐｒｅｖｅｎｔｃｏｌｌｉｓｉｏｎａｃｃｉｄｅｎｔｓｏｆｃｏａｌｍｉｎｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｏｆ ｃｏａｌｍｉｎｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｍａｋｅｓｆｕｌｌｕｓｅｏｆｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｖｉｄｅｏｓｕｒｖｅｉｌｌａｎｃｅｓｙｓｔｅｍａｎｄｐｒｏｐｏｓｅｓａ ｎｅｗａｎｔｉｃｏｌｌｉｓｉｏｎｅａｒｌｙｗａｒｎｉｎｇｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｓｅｃｕｒｉｔｙｔｉｍｅｍｏｄｅｌｆｏｒｃｏａｌｍｉｎｅｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄｍｏｖｉｎｇ ｏｂｊｅｃｔｓ．Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｄｅｄｕｃｅｓｏｂｊｅｃｔｓ’ｍｏｔｉｏｎｓｔａｔｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｉｔｈｔｈｅｔｈｅｏｒｙｏｆ ｖｉｓｕａｌｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，ａｎｄｂｕｉｌｄｓｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｒｅｅｂｙａｎａｌｙｚｉｎｇｍｏｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｏｂ ｊｅｃｔｓ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｃａｌｃｕｌａｔｅｓｔｈｅａｃｔｕａｌｄｉｓｔａｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｍｏｖｉｎｇｏｂｊｅｃｔｓａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｍｏｔｉｏｎ ｓｔａｔｅｔｈｒｅｅｄｉｍｅｎｓｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓａｎｄｒｅｌａｔｉｖｅｍｏｔｉｏｎｓｉｔｕａｔｉｏｎｔｒｅｅ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｔｉｍｅｍｏｄｅｌｉｓ ｂｕｉｌｔｔｏｃａｌｃｕｌａｔｅｓｅｃｕｒｉｔｙｄｉｓｔａｎｃｅａｎｄａｎａｌｙｚｅｗｈｅｔｈｅｒｔｈｅｏｂｊｅｃｔｓｗｉｌｌｃｏｌｌｉｄｅｏｒｎｏｔｆｒｏｍｔｈｅｍｏｍｅｎｔｏｆ ｔｔｏｔ＋ ｔ．Ｔｈｅｖａｌｕｅｏｆｔｄｅｐｅｎｄｓｏｎｔｈｅｓｅｃｕｒｉｔｙｔｉｍｅｏｆｓｅｃｕｒｉｔｙｔｉｍｅｍｏｄｅｌ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓ