液压支架定量推移方法和系统

摘要

本申请提出一种液压支架定量推移方法和系统，该方法包括：步骤S101：获取目标推移量,并控制双目摄像头拍摄图像,基于双目视觉测距算法计算刮板输送机与双目摄像头之间的初始距离；步骤S102：根据目标推移量控制液压支架进行推移；步骤S103：根据重新拍摄的图像计算移动后的距离；步骤S104：计算液压支架的实际推移量，并判断实际推移量与目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则完成推移，若否，则执行步骤S105；步骤S105：将目标推移量、初始距离和当前距离的数值进行更新，并返回执行步骤S102。该方法可以提高液压支架推移的精确性，实现定量推移的闭环控制。

权利要求

1.一种液压支架定量推移方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S101：获取液压支架的目标推移量，并控制预设的双目摄像头拍摄图像，根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动前，刮板输送机与所述双目摄像头之间的初始距离；

步骤S102：根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移；

步骤S103：控制所述双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动后，所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的当前距离；

步骤S104：将所述初始距离减去所述当前距离获得所述液压支架的实际推移量，并判断所述实际推移量与所述目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则执行步骤S105；

步骤S105：将所述目标推移量的数值更新为所述实际推移量与所述目标推移量的差值，将所述初始距离的数值更新为所述当前距离的数值，将所述当前距离的数值清零，并返回执行步骤S102，直至判断出结束推移流程；其中，基于双目视觉测距算法计算所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的距离，包括：通过预设的相机标定法对每个单目摄像头进行标定，并获得每个单目摄像头的内参和外参；

基于所述内参和所述外参，通过单应性矩阵对第一单目摄像头和第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正；

获取所述第一单目摄像头拍摄的第一图像，识别所述刮板输送机与所述液压支架的连接处在所述第一图像中的区域，将所述区域作为感兴趣区域ROI；

从所述感兴趣区域中随机选取预设数量个第一像素点，分别提取每个所述第一像素点的像素坐标和像素值；

对于每个所述第一像素点，在所述第二单目摄像头拍摄的第二图像的对应极线上逐个计算相似度，获得在所述第二图像上对应的第二像素点的坐标；

根据所述内参、每个所述第一像素点和每个所述第二像素点的坐标，计算得到与所述第一像素点的数量相同个数的深度信息；

计算所述深度信息的平均值，得到目标深度。

2.根据权利要求1所述的液压支架定量推移方法，其特征在于，所述预设的双目摄像头包括：预先安装在所述液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头左右对称分布于所述底座的同一块基板上，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头的透光中心线平行于所述液压支架的底板和侧板，并且面向所述刮板输送机的方向。

3.根据权利要求1所述的液压支架定量推移方法，其特征在于，所述识别所述刮板输送机与所述液压支架的连接处在所述第一图像中的区域，包括：通过边缘检测算子提取所述第一图像的边缘信息；

根据所述刮板输送机与所述液压支架的连接处的边缘信息，识别所述连接处在所述第一图像中的区域。

4.根据权利要求1所述的液压支架定量推移方法，其特征在于，所述根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移，包括：通过预设在所述液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成所述目标推移量的推移。

5.根据权利要求1所述的液压支架定量推移方法，其特征在于，还包括：根据所述液压支架当前的工况，选择通过预设在所述液压支架上的行程传感器、红外传感器或超声波传感器检测所述液压支架的推移距离；

根据所述双目摄像头和/或传感器检测的推移距离控制所述液压支架完成定量推移。

6.一种液压支架定量推移系统，其特征在于，包括以下模块：

计算模块，用于获取液压支架的目标推移量,并控制预设的双目摄像头拍摄图像,根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动前,刮板输送机与所述双目摄像头之间的初始距离；

执行模块，用于根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移；

所述计算模块，还用于控制所述双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动后，所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的当前距离；

控制模块，用于将所述初始距离减去所述当前距离获得所述液压支架的实际推移量，并判断所述实际推移量与所述目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则控制更新模块运行；

所述更新模块，用于将所述目标推移量的数值更新为所述实际推移量与所述目标推移量的差值，将所述初始距离的数值更新为所述当前距离的数值，将所述当前距离的数值清零，并控制所述执行模块、所述计算模块和所述控制模块重复执行自身的功能，直至判断出结束推移流程；所述计算模块，还包括：通过预设的相机标定法对每个单目摄像头进行标定，并获得每个单目摄像头的内参和外参；

基于所述内参和所述外参，通过单应性矩阵对第一单目摄像头和第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正；

获取所述第一单目摄像头拍摄的第一图像，识别所述刮板输送机与所述液压支架的连接处在所述第一图像中的区域，将所述区域作为感兴趣区域ROI；

从所述感兴趣区域中随机选取预设数量个第一像素点，分别提取每个所述第一像素点的像素坐标和像素值；

对于每个所述第一像素点，在所述第二单目摄像头拍摄的第二图像的对应极线上逐个计算相似度，获得在所述第二图像上对应的第二像素点的坐标；

根据所述内参、每个所述第一像素点和每个所述第二像素点的坐标，计算得到与所述第一像素点的数量相同个数的深度信息；

计算所述深度信息的平均值，得到目标深度。

7.根据权利要求6所述的液压支架定量推移系统，其特征在于，所述预设的双目摄像头包括：预先安装在所述液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头左右对称分布于所述底座的同一块基板上，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头的透光中心线平行于所述液压支架的底板和侧板，并且面向所述刮板输送机的方向。

8.根据权利要求7所述的液压支架定量推移系统，其特征在于，所述执行模块，具体用于：通过预设在所述液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成所述目标推移量的推移。

9.一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1‑5中任一所述的液压支架定量推移方法。

说明书

液压支架定量推移方法和系统

技术领域

[0001] 本申请涉及矿用设备技术领域，尤其涉及一种液压支架定量推移方法和系统。

背景技术

[0002] 目前，在井下综采工作面进行采煤工作时，液压支架是必须使用的关键设备之一。液压支架是用来控制采煤工作面矿山压力的结构物，它可以在综采面处执行自动推移、自动移架等动作来配合采煤工艺。在采煤机截割煤过后，液压支架需要及时跟随采煤机移动。

[0003] 相关技术中，液压支架在工作面跟机控制过程中，通常采用的是直接向液压支架输入需要推移的移动量，由液压支架中的电液控制器控制液压支架推移的方式。然而，该方式是一种开环控制方式，推移量难以精确的控制，实际的推移量与输入的移动量通常存在误差，推移精度较差。

[0004] 因此，如何对液压支架的推移进行定量的闭环控制，提高推移精确性，成为目前亟需解决的问题。

发明内容

[0005] 本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

[0006] 为此，本申请的第一个目的在于提出一种液压支架定量推移方法，该方法可以使液压支架的实际推移量与目标推移量相符合，使液压支架按照输入的目标推移量进行定量推移，提高了液压支架推移的精确性。

[0007] 本申请的第二个目的在于提出一种液压支架定量推移系统。

[0008] 本申请的第三个目的在于提出一种非临时性计算机可读存储介质。

[0009] 为达上述目的，本申请的第一方面实施例提出了一种液压支架定量推移方法，包括以下步骤：

[0010] 步骤S101：获取液压支架的目标推移量,并控制预设的双目摄像头拍摄图像,根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动前,刮板输送机与所述双目摄像头之间的初始距离；

[0011] 步骤S102：根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移；

[0012] 步骤S103：控制所述双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动后，所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的当前距离；

[0013] 步骤S104：将所述初始距离减去所述当前距离获得所述液压支架的实际推移量，并判断所述实际推移量与所述目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则执行步骤S105；

[0014] 步骤S105：将所述目标推移量的数值更新为所述实际推移量与所述目标推移量的差值，将所述初始距离的数值更新为所述当前距离的数值，将所述当前距离的数值清零，并返回执行步骤S102，直至判断出结束推移流程。

[0015] 可选地，在本申请的一个实施例中，预设的双目摄像头包括：预先安装在所述液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头左右对称分布于所述底座的同一块基板上，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头的透光中心线平行于所述液压支架的底板和侧板，并且面向所述刮板输送机的方向。

[0016] 可选地，在本申请的一个实施例中，基于双目视觉测距算法计算所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的距离，包括：通过预设的相机标定法对每个单目摄像头进行标定，并获得每个单目摄像头的内参和外参；基于所述内参和所述外参，通过单应性矩阵对所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正；获取所述第一单目摄像头拍摄的第一图像，识别所述刮板输送机与所述液压支架的连接处在所述第一图像中的区域，将所述区域作为感兴趣区域ROI；从所述感兴趣区域中随机选取预设数量个第一像素点，分别提取每个所述第一像素点的像素坐标和像素值；对于每个所述第一像素点，在所述第二单目摄像头拍摄的第二图像的对应极线上逐个计算相似度，获得所述第二图像上对应的第二像素点的坐标；根据所述内参、每个所述第一像素点和每个所述第二像素点的坐标，计算得到与所述第一像素点的数量相同个数的深度信息；计算所述深度信息的平均值，得到目标深度。

[0017] 可选地，在本申请的一个实施例中，识别所述刮板输送机与所述液压支架的连接处在所述第一图像中的区域，包括：通过边缘检测算子提取所述第一图像的边缘信息；根据所述刮板输送机与所述液压支架的连接处的边缘信息，识别所述连接处在所述第一图像中的区域。

[0018] 可选地，在本申请的一个实施例中，根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移，包括：通过预设在所述液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成所述目标推移量的推移。

[0019] 可选地，在本申请的一个实施例中，该方法还包括：根据所述液压支架当前的工况，选择通过预设在所述液压支架上的行程传感器、红外传感器或超声波传感器检测所述液压支架的推移距离；根据所述双目摄像头和/或传感器检测的推移距离控制所述液压支架完成定量推移。

[0020] 本申请的第二方面实施例还提出了一种液压支架定量推移系统，包括以下模块：

[0021] 计算模块，用于获取液压支架的目标推移量,并控制预设的双目摄像头拍摄图像,根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动前,刮板输送机与所述双目摄像头之间的初始距离；

[0022] 执行模块，用于根据所述目标推移量控制所述液压支架进行推移；

[0023] 所述计算模块，还用于控制所述双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在所述液压支架移动后，所述刮板输送机与所述双目摄像头之间的当前距离；

[0024] 控制模块，用于将所述初始距离减去所述当前距离获得所述液压支架的实际推移量，并判断所述实际推移量与所述目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则控制更新模块运行；

[0025] 所述更新模块，用于将所述目标推移量的数值更新为所述实际推移量与所述目标推移量的差值，将所述初始距离的数值更新为所述当前距离的数值，将所述当前距离的数值清零，并控制所述执行模块、所述计算模块和所述控制模块重复执行自身的功能，直至判断出结束推移流程。

[0026] 可选地，在本申请的一个实施例中，预设的双目摄像头包括：预先安装在所述液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头左右对称分布于所述底座的同一块基板上，所述第一单目摄像头和所述第二单目摄像头的透光中心线平行于所述液压支架的底板和侧板，并且面向所述刮板输送机的方向。

[0027] 可选地，在本申请的一个实施例中，执行模块，具体用于：通过预设在所述液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成所述目标推移量的推移。

[0028] 为达上述目的，本申请第三方面实施例还提出了一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的液压支架定量推移方法。

[0029] 本申请的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：本申请基于双目视觉测距算法，根据双目摄像头拍摄的液压支架移动前和移动后的图像计算实际推移量，并将实际推移量与目标推移量的差值作为反馈量，进行双目测距和推移的迭代，实现了液压支架推移的闭环控制，可以使液压支架的实际推移量与目标推移量相符合，使液压支架按照输入的目标推移量进行定量推移，提高了液压支架推移量的精确性。并且，本申请通过双目摄像头测量液压支架推移距离，相较于行程传感器等降低了推移量检测设备在支架推移过程中受损的风险，且更易于维修，减少了设备的更换次数，降低了液压支架定量推移的成本，便于进行运维。

[0030] 本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

[0031] 本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

[0032] 图1为本申请实施例提供的一种液压支架定量推移方法的流程图；

[0033] 图2为本申请实施例提供的一种基于双目视觉测距算法计算刮板输送机与双目摄像头之间的距离的方法的流程图；

[0034] 图3本申请实施例提供的一种液压支架定量推移系统的结构示意图。

具体实施方式

[0035] 下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

[0036] 需要说明的是，在本申请一些实施例中，为了提高液压支架的推移精度，可以通过行程传感器等方式来测量液压支架的实际推移距离，再根据测量的距离实现液压支架定量推移的闭环控制。

[0037] 然而，上述方案在实际应用中，由于液压支架工作环境较为恶劣，行程传感器在支架推移过程中容易受损，且不便于进行更换和维修，导致液压支架定量推移的成本较高，不便于进行运维。

[0038] 为此，针对上述方案的缺陷，本申请提出了一种液压支架定量推移方法和系统，可以提高液压支架推移量的精确性，实现定量推移的闭环控制，且可以降低运维成本。

[0039] 下面参考附图详细描述本申请实施例的液压支架定量推移方法和系统。

[0040] 图1为本申请实施例提供的一种液压支架定量推移方法的流程图。如图1所示，该方法包括以下步骤：

[0041] 步骤S101：获取液压支架的目标推移量，并控制预设的双目摄像头拍摄图像，根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在液压支架移动前，刮板输送机与双目摄像头之间的初始距离。

[0042] 其中，液压支架包括液压缸、承载结构件、推移装置、控制系统和辅助装置，液压缸包括立柱和千斤顶，承载结构件包括顶梁、掩护梁和底座等，控制系统包括控制液压支架中各组件运行的控制器。

[0043] 刮板输送机，是用于输送采煤机在工作面截割下来的煤炭的输送设备，通常用刮板链牵引，在槽内运送煤炭。在实应用中，在采煤机截割煤炭过后，液压支架需要及时将刮板输送机推移一定的距离，以使刮板输送机与采煤机的位置相适应，保证刮板输送机的输煤。因此，本申请实施例可以将刮板输送机在液压支架作用下的移动距离视为液压支架的推移量。

[0044] 其中，双目摄像头是实现双目测距的双目立体视觉深度相机，双目摄像头是利用仿生学原理，通过标定后的双摄像头得到同步曝光图像，然后计算获取的二维图像中像素点的第三维深度信息，以测定距离的设备。双目摄像头可以同时拍摄出一组图像，便于根据拍摄的图像基于双目视觉测距算法计算距离。

[0045] 在本申请一个实施例中，预设在液压支架上的双目摄像头包括：预先安装在液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，第一单目摄像头和第二单目摄像头左右对称分布于底座的同一块基板上，第一单目摄像头和第二单目摄像头的透光中心线平行于液压支架的底板和侧板，并且面向刮板输送机的方向。

[0046] 即，在本实施例中实现视觉伺服的双目摄像头是通过在液压支架底座上安装两个单目摄像头来实现的。为丰富本申请可适用的场景，在本申请一些实施例中，也可通过直接在液压支架底座上安装一个双目摄像头或一个深度摄像头来实现测距，具体设置方式可根据实际测距需求确定。通过本申请实施例的双目摄像头的安装在底座上的方式，可以实现适用于液压支架的双目测距，确保双目摄像头可以准确、完整的拍摄到所需的刮板输送机的图像，便于后续基于双目视觉测距算法计算距离，提高本申请的适用性。

[0047] 具体实施时，先获取液压支架的目标推移量s，其中，目标推移量s是液压支架在完成当前的推移任务时需要推移的距离。在本申请一个实施例中，可以预先将液压支架与上位机（比如，地面工作站中的计算机设备等）连接，实现相互通讯，上位机根据采煤机的移动距离等方式计算出液压支架的目标推移量后，将目标推移量发送至液压支架。

[0048] 进一步的，在收到推移指令和目标推移量后，在控制液压支架移动前先控制双目摄像头拍摄一组图像，根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在液压支架移动前，刮板输送机与双目摄像头之间的初始距离L1。

[0049] 具体的，双目摄像头拍摄的对同一个物体（即本申请中的刮板输送机）的一组图像存在视差，视差的大小对应着物体与双目摄像头之间距离的远近，当物体距离越远时，视差越小，当物体距离越近时，视差越大，双目测距是通过相似三角形计算距离。本申请在基于双目视觉测距算法测量移动前的初始距离时，先对双目摄像头进行标定和校正，在获取双目摄像头拍摄的图像后，对两张图像中的像素点进行特征匹配，获得视差图，再根据匹配结果计算深度信息，以获得液压支架还未移动时，刮板输送机与双目摄像头之间的初始距离。

[0050] 步骤S102：根据目标推移量控制液压支架进行推移。

[0051] 具体的，控制液压支架按照当前确定的目标推移量进行推移。作为其中一种可能的实现方式，实际进行推移时，可以通过预设在液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成目标推移量的推移。

[0052] 其中，千斤顶是液压支架上除立柱之外用于完成推移、护帮和调架等功能的其它液压缸的总称。在本申请一个实施例中，电液控制器可以选取伺服控制器，伺服控制器是用来控制伺服电机的控制器，可以通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制，实现高精度的传动系统定位。本申请实施例中，在液压支架的控制系统中设置伺服控制器，并构建伺服系统，由伺服控制器控制千斤顶完成推移，使液压支架的移动尽可能跟随采煤机的位置变化，有利于提高初始的推移量的准确性。

[0053] 步骤S103：控制双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在液压支架移动后，刮板输送机与双目摄像头之间的当前距离。

[0054] 具体的，在液压支架进行推移后，由于初次推移后液压支架的实际推移量与目标推移量可能存在误差，本申请在液压支架移动后，控制双目摄像头重新拍摄一组图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算刮板输送机与双目摄像头之间的当前距离L2。

[0055] 其中，基于双目视觉测距算法计算液压支架移动后，刮板输送机与双目摄像头之间的当前距离的实现方式，与步骤S101中计算初始距离的实现原理相同，此处不再赘述。

[0056] 步骤S104：将初始距离减去当前距离获得液压支架的实际推移量，并判断实际推移量与目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则执行步骤S105。

[0057] 其中，预设的误差阈值e是允许的液压支架的实际推移量与目标推移量之间的误差的最大值，当偏差低于误差阈值时，表明误差在可以接受的范围内。误差阈值可以结合历史运行经验、专家知识和当前矿井下的要求等多种因素确定。

[0058] 具体的，将初始距离L1减去当前距离L2得到刮板输送机的实际移动距离，即获得液压支架的实际推移量。再计算出实际推移量与目标推移量s的差的绝对值，即计算| L1 ‑ L2‑s|。再将该绝对值| L1 ‑ L2‑s|与误差阈值e进行比较，判断该绝对值是否小于误差阈值e。若小于误差阈值e，则判断液压支架已执行了定量的推移，控制推移流程结束，若大于误差阈值e，则继续执行步骤S105。

[0059] 步骤S105：将目标推移量的数值更新为实际推移量与目标推移量的差值，将初始距离的数值更新为当前距离的数值，将当前距离的数值清零，并返回执行步骤S102，直至判断出结束推移流程。

[0060] 可以理解的是，在液压支架进行初始移动后，当存在误差需要再次进行移动时，液压支架完成本次推移任务的目标推移量变为当前的误差，即液压支架再次进行推移以消除该误差，而对于再次推移的过程而言，刮板输送机与双目摄像头之间的当前距离变为再次推移过程中的初始距离，完成再次推移后刮板输送机与双目摄像头之间的距离需要重新计算。

[0061] 因此，本步骤中将L1 ‑ L2‑s的值赋给s，并将L2的值赋给L1后，再将L2的值清零。然后返回执行步骤S102。以更新后的距离值进行计算，重新执行步骤S102至步骤S105，直至判断出可以结束推移流程，即最近一次的液压支架推移操作结束后，判断出| L1 ‑ L2‑s|小于误差阈值e。

[0062] 由此，本申请的液压支架定量推移方法，将实际推移量与目标推移量的差值作为反馈量，进行双目测距和推移的迭代，直至液压支架定量推移了目标推移量，完成定量推移，从而实现了液压支架定量推移的闭环控制，提高了液压支架推移的精确性。

[0063] 需要说明的是，为了进一步提高本申请的液压支架定量推移方法的适用性，在本申请一个实施例中，还可以结合其他方式测量液压支架的推移量。作为一种可能的实现方式，还根据液压支架当前的工况，选择通过预设在液压支架上的行程传感器、红外传感器或超声波传感器检测液压支架的推移距离；根据双目摄像头和/或传感器检测的推移距离控制液压支架完成定量推移。

[0064] 举例而言，由于井下综采工作面环境较为复杂，在当前工况下的不适合用双目摄像头测量液压支架推移距离，比如，环境光较弱的场景下，可以关闭双目摄像头，通过预设在液压支架上的各种传感器测量距离，比如，通过超声波传感器测量刮板输送机与超声波传感器之间的距离。而在环境扰动因素较大，不适合用传感器测量距离的工况下，则通过双目摄像头测量距离。在另一个示例中，可以结合多种测量方式，根据双目摄像头和各类传感器检测到的推移距离共同确定液压支架实际的推移距离，再按照上述实施例中的方式，根据检测出的推移距离控制液压支架完成定量推移。从而，可以提高最终测量到的液压支架的推移距离的准确性，并确保可在各种场景下进行距离测量，以应对突发状况。

[0065] 综上所述，本申请实施例的液压支架定量推移方法，基于双目视觉测距算法，根据双目摄像头拍摄的液压支架移动前和移动后的图像计算实际推移量，并将实际推移量与目标推移量的差值作为反馈量，进行双目测距和推移的迭代，实现了液压支架推移的闭环控制，可以使液压支架的实际推移量与目标推移量相符合，使液压支架按照输入的目标推移量进行定量推移，提高了液压支架推移量的精确性。并且，该方法通过双目摄像头测量液压支架推移距离，降低了推移量检测设备在支架推移过程中受损的风险，减少了设备的更换次数，且相较于行程传感器等更易于维修，降低了液压支架定量推移的成本，便于进行运维。

[0066] 为了更加清楚的描述上述基于双目视觉测距算法计算刮板输送机与双目摄像头之间的距离的实现过程，下面以一个具体的实施例中基于双目视觉测距算法计算距离的示例进行描述。

[0067] 图2为本申请实施例提供的一种基于双目视觉测距算法计算刮板输送机与双目摄像头之间的距离的方法的示意图，如图2所示，该方法包括以下步骤：

[0068] 步骤S201，通过预设的相机标定法对每个单目摄像头进行标定，并获得每个单目摄像头的内参和外参。

[0069] 其中，预设的相机标定法可以是任一种本领域中常用的相机标定法，比如，张氏相机标定法等。相机的内参用于从相机坐标系转换到像素坐标系，相机的外参用于从世界坐标系转换到相机坐标系。

[0070] 在本申请一个实施例中，由于相机内参通常是固定的，可以通过相机标定的方式计算出来，因此，本申请通过张氏相机标定法等获取相机的内参，生成内参矩阵。比如，标定获得的内参包括：焦距、成像原点和畸变系数，其中，焦距包括x轴和y轴上的焦距fx和fy，成像原点是成像平面的原点坐标，畸变系数表示由于制造误差产生等原因产生的两个坐标轴偏斜参数，畸变系数包括径向畸变系数和切向畸变系数。

[0071] 进一步的，本申请还通过几何测量等方式获得两个单目摄像头的相对位置坐标，及外参。比如，本申请获得的外参包括旋转矩阵和平移矩阵，其中，旋转矩阵用于描述世界坐标系的坐标轴相对于摄像机坐标轴的方向，平移矩阵用于描述在摄像机坐标系下，空间原点的位置。

[0072] 步骤S202，基于内参和外参，通过单应性矩阵对第一单目摄像头和第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正。

[0073] 其中，单应性矩阵是单应性（Homography）变换对应的变换矩阵，单应性变换用来描述物体在世界坐标系和像素坐标系之间的位置映射关系，单应性矩阵可以用于图像校正、视角变换、图像拼接和相机位姿估计等。

[0074] 具体的，单应性矩阵可以根据内参矩阵和外参矩阵计算得到，同时包含了相机内参和外参。因此，本申请先基于获取内参和外参，生成内参矩阵和外参矩阵，再计算出单应性矩阵。

[0075] 进一步的，在对双目相机进行标定并获得单应性矩阵后，通过单应性矩阵对第一单目摄像头和第二单目摄像头进行双目校正，包括立体校正（包含消除畸变）和图像校正，其中，消除畸变即将畸变系数尽可能降低为0，图像校正通过对摄像头拍摄图像上的至少四个对应点对校正实现。

[0076] 由此，通过第一单目摄像头和第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正，使第一单目摄像头和第二单目摄像头的光轴平行、成像平面共面且极线对齐，即校正后双目摄像头拍摄的两张图像位于同一平面且互相平行。

[0077] 步骤S203，获取第一单目摄像头拍摄的第一图像，识别刮板输送机与液压支架的连接处在第一图像中的区域，将该区域作为感兴趣区域ROI。

[0078] 其中，感兴趣区域（regionofinterest，简称ROI）是在第一图像中勾勒出的需要处理的区域。本申请在测量刮板输送机的移动距离时，选取识别刮板输送机与液压支架的连接处为针对的测量点，将第一单目摄像头拍摄的第一图像中该连接处所处的区域作为感兴趣区域ROI。

[0079] 其中，为了便于描述，在本实施例中以第一单目摄像头是位于底座左侧的摄像头，以第二单目摄像头是位于右侧的摄像头进行示例性说明。

[0080] 具体实施时，可以通过不同的方式识别刮板输送机与液压支架的连接处在第一图像中所处的区域。作为其中一种可能的实现方式，可以通过边缘检测的方法识别该连接处所处的区域，其中，边缘检测是通过滤波的方式提取图像特征，简化图像信息，使用边缘线代表图像所携带信息。在本实施例中，可以通过不同的边缘检测算子（比如，Sobel、Prewitt和canny算子等），提取左侧摄像头所拍摄图片的边缘信息，识别刮板输送机与液压支架的连接处在图像中的区域。

[0081] 举例而言，在通过canny算子提取边缘信息时，先进行高斯滤波，滤除左侧摄像头所拍摄图片中的噪声，再计算梯度图像与角度图像，然后对梯度图像进行非极大值抑制，最后使用双阈值进行边缘连接。由此，通过canny算子提取了左侧摄像头拍摄图片中全部景物的边缘信息，根据各物体的边缘形状可以便捷的识别出刮板输送机与液压支架的连接处，进而确定该连接处在图像中的区域。

[0082] 步骤S204，从感兴趣区域中随机选取预设数量个第一像素点，分别提取每个第一像素点的像素坐标和像素值。

[0083] 其中，第一像素点的预设数量根据测量精度和分配的计算资源等因素确定，确保后续根据预设数量个第一像素点计算出的深度信息的准确性符合要求。

[0084] 举例而言，从感兴趣区域ROI中随机选取3个像素点，该根据每个像素点在确定的像素坐标系中的位置等，分别提取每个像素点的像素坐标与像素值。

[0085] 步骤S205，对于每个第一像素点，在第二单目摄像头拍摄的第二图像的对应极线上逐个计算相似度，获得第二图像上对应的第二像素点的坐标。

[0086] 举例而言，对于在左侧相机拍摄的左图上的每个像素点，在右图的对应极线上逐个计算相似度，得到左图上的每个像素点在右图上对应的像素点的坐标，比如，得到步骤S204中在ROI中随机选取的3个像素点在右侧相机拍摄的图像上对应的三个像素点的坐标。其中，相机的极线可以在相机标定时确定。

[0087] 至此，实现了对校正后的双目摄像头拍摄的两张图像进行像素点匹配。

[0088] 步骤S206,根据内参、每个第一像素点和每个第二像素点的坐标，计算得到与第一像素点的数量相同个数的深度信息。

[0089] 其中，在本步骤中计算深度信息时所需的内参，包括通过S201中标定得到的焦距和基线长度。其中，基线是指第一单目摄像头和第二单目摄像头光心之间的距离，可以在双目相机标定时计算得到。

[0090] 在本申请实施中，根据焦距、基线长度、选取的每个像素点在左图与右图中的坐标信息，计算得出与选取的第一像素点的数量相同个数的深度信息，比如，当ROI中随机选取3个像素点时，在本步骤中得到三个深度信息。本步骤进行了视差计算和深度距离计算，根据像素点匹配结果计算选取出的每个像素的深度。

[0091] 步骤S207，计算深度信息的平均值，得到目标深度。

[0092] 具体的，计算获得的全部深度信息的平均值，比如，在上述示例中对三个深度信息求平均，以该平均值为最终的目标深度，将该目标深度作为双目视觉测距算法计算出的刮板输送机与双目摄像头之间的距离。

[0093] 需要说明的是，在计算机视觉中深度是指空间里面的各个点相对于摄像头的距离，根据该点的深度信息即可确定该点的三维坐标值，因此，本申请可根据深度信息计算三维坐标，进而根据坐标值确定距离。

[0094] 由此，通过本方法基于双目视觉测距算法可以准确的计算出刮板输送机与双目摄像头之间的距离，便于对液压支架推移距离进行定量的闭环控制。

[0095] 为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种液压支架定量推移系统，图3本申请实施例提供的一种液压支架定量推移系统的结构示意图。如图3所示，该系统包括：计算模块100、执行模块200、控制模块300和更新模块400。

[0096] 其中，计算模块100，用于获取液压支架的目标推移量,并控制预设的双目摄像头拍摄图像,根据获得的图像基于双目视觉测距算法计算在液压支架移动前,刮板输送机与双目摄像头之间的初始距离。

[0097] 执行模块200，用于根据目标推移量控制液压支架进行推移。

[0098] 所述计算模块100，还用于控制双目摄像头重新拍摄图像，根据重新获得的图像基于双目视觉测距算法计算在液压支架移动后，刮板输送机与双目摄像头之间的当前距离。

[0099] 控制模块300，用于将初始距离减去当前距离获得液压支架的实际推移量，并判断实际推移量与目标推移量的差的绝对值是否小于预设的误差阈值，若是，则结束推移流程，若否，则控制更新模块运行。即，控制模块300用于根据实际推移量与目标推移量的差值输出控制量。

[0100] 更新模块400，用于将目标推移量的数值更新为实际推移量与目标推移量的差值，将初始距离的数值更新为当前距离的数值，将当前距离的数值清零，并控制执行模块200、计算模块100和控制模块300重复执行自身的功能，直至判断出结束推移流程。

[0101] 可选的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，预设的双目摄像头包括：预先安装在液压支架的底座上的第一单目摄像头和第二单目摄像头，第一单目摄像头和第二单目摄像头左右对称分布于底座的同一块基板上，第一单目摄像头和第二单目摄像头的透光中心线平行于液压支架的底板和侧板，并且面向刮板输送机的方向。

[0102] 可选的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，计算模块100在计算距离时，具体用于：通过预设的相机标定法对每个单目摄像头进行标定，并获得每个单目摄像头的内参和外参；基于内参和所述外参，通过单应性矩阵对第一单目摄像头和第二单目摄像头进行消除畸变和图像校正；获取第一单目摄像头拍摄的第一图像，识别刮板输送机与液压支架的连接处在第一图像中的区域，将该区域作为感兴趣区域ROI；从感兴趣区域中随机选取预设数量个第一像素点，分别提取每个第一像素点的像素坐标和像素值；对于每个第一像素点，在第二单目摄像头拍摄的第二图像的对应极线上逐个计算相似度，获得在第二图像上对应的第二像素点的坐标；根据内参、每个第一像素点和每个第二像素点的坐标，计算得到与第一像素点的数量相同个数的深度信息；计算深度信息的平均值，得到目标深度。

[0103] 可选的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，计算模块100，还用于：通过边缘检测算子提取第一图像的边缘信息；根据刮板输送机与液压支架的连接处的边缘信息，识别连接处在第一图像中的区域。

[0104] 可选的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，执行模块200，具体用于：通过预设在液压支架上的电液控制器控制千斤顶完成目标推移量的推移。

[0105] 可选的，在本申请实施例一种可能的实现方式中，该系统还包括：

[0106] 选择模块，用于根据液压支架当前的工况，选择通过预设在液压支架上的行程传感器、红外传感器或超声波传感器检测液压支架的推移距离。

[0107] 推移模块，用于根据双目摄像头和/或传感器检测的推移距离控制液压支架完成定量推移。

[0108] 需要说明的是，前述对液压支架定量推移方法的实施例的解释说明也适用于该实施例的系统，实现原理类似，此处不再赘述。

[0109] 本申请实施例的液压支架定量推移系统，基于双目视觉测距算法，根据双目摄像头拍摄的液压支架移动前和移动后的图像计算实际推移量，并将实际推移量与目标推移量的差值作为反馈量，进行双目测距和推移的迭代，实现了液压支架推移的闭环控制，可以使液压支架的实际推移量与目标推移量相符合，使液压支架按照输入的目标推移量进行定量推移，提高了液压支架推移量的精确性。并且，该系统通过双目摄像头测量液压支架推移距离，降低了推移量检测设备在支架推移过程中受损的风险，减少了设备的更换次数，且相较于行程传感器等更易于维修，降低了液压支架定量推移的成本，便于进行运维。

[0110] 为了实现上述实施例，本申请实施例还提出一种非临时性计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述任一方面实施例所述的液压支架定量推移方法。

[0111] 在本说明书的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

[0112] 流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

[0113] 在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

[0114] 应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

[0115] 本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

[0116] 此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

[0117] 上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。