一种矿用水仓水位控制系统及水仓水位控制方法与流程

本发明涉及视觉识别控制，具体涉及一种矿用水仓水位控制系统及水仓水位控制方法。

背景技术：

1、煤矿井下的涌水由井下各个岩层渗出水组成，涌水沿各巷道排水沟流入水仓积存，井下排水系统是煤炭矿井的关键系统之一。水位的检测目前采用一些传统的传感器，如投入式液位传感器，超声波传感器等，但是由于煤矿井下环境恶劣，这些传感器因淤泥、煤泥堵塞或水仓内漂浮物等受到影响，致使整个系统难以准确可靠地采集前端信号，工作人员无法及时获取水仓水位信息，容易导致水泵启动不及时、设备故障等问题；当巡查人员发现故障时，往往已造成巷道淹没、设备的损坏等，对生产和安全影响较大。

技术实现思路

1、为解决上述技术中存在的问题，一种矿用水仓水位控制系统，包括

2、视觉识别模块，所述视觉识别模块用于获取水位高度；

3、水位控制模块，所述水位控制模块用于控制水位高度；

4、电源模块，所述电源模块为所述视觉识别模块供电；

5、所述视觉识别模块和所述水位控制模块相互通信，所述水位控制模块依据所述视觉识别模块发送的水位高度信息控制水仓水位。

6、其中，所述视觉识别模块包括工业相机、视频分析处理计算机、功能扩展板、隔离型交换机一；

7、所述工业相机通过串口与所述视频分析处理计算机连接；

8、所述视频分析处理计算机通过网口与所述功能扩展板连接；

9、所述功能扩展板通过隔离交换机一的对外网口与所述水位控制模块连接。

10、其中，还包括led补光灯，所述led补光灯与所述功能扩展板连接。

11、其中，还包括声光信号箱，所述视觉识别模块与所述声光信号箱通信。

12、使用前述控制系统的水仓水位控制方法，包括如下步骤：

13、s1收集拍摄的水仓水位的视频流，采用抽帧的方法对收集的视频流进行处理，得到若干张水仓刻度图片；

14、s2使用水仓刻度图片制作水仓刻度的图像数据集；利用标注工具对图像数据集中的浮球进行标注；

15、s3使用标注后的图像数据集对改进的yolo v5进行训练，获得改进的yolo v5目标检测模型；

16、其中，所述改进指的是在yolo v5中设置自适应特征融合模块；

17、所述自适应特征融合模块的公式如下：

18、

19、表示融合后δ层级特征在位置(i，j)处的向量，和分别表示在(i，j)处第1、2、3层级特征通过上采样或者下采样到δ层级的特征向量；和表示获取δ层级特征图时各层级特征的权重，之和为1，i和j为向量的坐标，δ∈{1，2，3}；

20、s4通过视觉识别模块获得水仓内的图像信息，将水仓内的图像信息通过改进的yolo v5目标检测模型进行处理并判断水仓水位高度，依据水仓水位高度控制水位控制模块工作。

21、其中，将水仓水位高度发送至声光信号箱。

22、其中，步骤s4中获取图像信息时启动led补光灯。

23、本发明的有益效果为：本发明采用视觉识别模块对水仓水位图像进行采集，通过视觉识别模块内置的视频分析处理计算机对图像照片进行预处理，通过目标检测算法进行识别分析，可有效识别水仓水位高低状态，准确可靠地采集前端信号，通过以太网接口，将相关信息上传至水泵控制系统。避免采用传统传感器因淤泥或者煤泥堵塞、水仓内漂浮物等影响致使水仓水位判别不准确的问题。采用本装置可实现水泵排水自动化，使水泵排水系统安全可靠、节能高效、经济合理地运行，从而实现减人增效、安全生产的目的。

技术特征：

1.一种矿用水仓水位控制系统，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种矿用水仓水位控制系统，其特征在于，所述视觉识别模块包括工业相机、视频分析处理计算机、功能扩展板、隔离型交换机一；

3.根据权利要求2所述的一种矿用水仓水位控制系统，其特征在于，还包括led补光灯，所述led补光灯与所述功能扩展板连接。

4.根据权利要求3所述的一种矿用水仓水位控制系统，其特征在于，还包括声光信号箱，所述视觉识别模块与所述声光信号箱通信。

5.使用如权利要求4所述的矿用水仓水位控制系统的水仓水位控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的水仓水位控制方法，其特征在于，将水仓水位高度发送至声光信号箱。

7.根据权利要求5所述的水仓水位控制方法，其特征在于，步骤s4中获取图像信息时启动led补光灯。

技术总结本发明涉及一种矿用水仓水位控制系统及水仓水位控制方法，系统包括视觉识别模块，视觉识别模块用于获取水位高度；水位控制模块，水位控制模块用于控制水仓的水位高度；电源模块，电源模块为视觉识别模块供电；视觉识别模块和水位控制模块相互通信，水位控制模块依据视觉识别模块发送的水位高度控制水仓水位。方法为收集水仓水位视频流，通过视频流制作图像数据集，使用图像数据集训练增加了自适应融合特征模块的YOLO V5,使用训练获得模型检测水仓水位高度，进而依据水仓水位高度控制水仓水位。技术研发人员：裴文良,冯金漫,张旭华,岳佩轩,张越超,谢海峰,郭永涛,刘东梅,李军伟,吕林荫,刘娜,孙彩虹,王程阳,王珊珊受保护的技术使用者：中信重工开诚智能装备有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/18