一种矿井作业人员的智能化监控系统以及方法与流程

1.本发明涉及矿井监测技术领域，尤其涉及一种矿井作业人员的智能化监控系统以及方法。


背景技术：

2.一直以来，矿井下的环境复杂，井下工作人员不仅受到多种自然灾害因素的威胁以及各种设备失灵带来的风险，因此煤矿安全生产一直是矿井作业中需要倍加重视的问题。
3.尽管各类安全监控手段已在矿井广泛应用，尤其是视频监控其带来的完善全面的监控信息在众多监视手段中处于优异地位，而在现有视频监控方案中，一般是对井下区域进行图像采集，在将采集到的图像传输至地面监控中心处理分析，再从分析结果就可得到较为全面的井下信息。
4.然而，因井下情况较为复杂，采集的图像质量参差不齐，会存在遮挡、雾化、过暗等劣质图像数据，而且因视频流数据量庞大的特性导致地面监控中心处理时间过长，进而造成各类信息判定回传过慢，易发生井下安全事故，同时井下工作人员的人身安全也不能保障。


技术实现要素：

5.(一)要解决的技术问题
6.鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种矿井作业人员的智能化监控系统以及方法，其解决了现有方案采集的图像质量不能保证且分析处理时间过长的技术问题。
7.(二)技术方案
8.为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
9.第一方面，本发明实施例提供一种矿井作业人员的智能化监控系统，包括：
10.视频采集模块，视频采集模块设置在矿井的不同区域；
11.通信模块，通信模块包括无线通讯组件和/或有线通讯组件；
12.辅助光源，辅助光源设置在视频采集模块的预设范围内；以及，
13.监控平台，监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析，并基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报；
14.其中，矿井的区域分为关键区域与非关键区域，关键区域是指包含工作人员途经的固定线路的区域，非关键区域是指处于任意两个关键区域之间的区域。
15.可选地，视频采集模块包括：多个摄像头以及与每一摄像头连接的图像采集卡；每一摄像头具备双向语音通话对讲模块，且每一摄像头的分辨率不低于4k。
16.可选地，辅助光源包括：激光发射器和/或补光灯。
17.可选地，监控平台设置有数据接入端口与显示界面，显示界面通过优化数据接入端口和采用多线程的方式来优化数据显示效果。
18.可选地，还包括：布置在监测井下的环境参数采集模块，环境参数采集模块包括环境光传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、以及气体传感器，参数超标时环境参数采集模块上传报警信息至监控中心。
19.可选地，还包括：图像筛选器，用于将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台；
20.其中，背景图像为每一视频采集模块所采集的多帧图像所提取的背景信息的组合图像。
21.第二方面，本发明实施例提供一种矿井作业人员的智能化监控方法，应用于如上所述的系统，包括：
22.监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析；
23.监控平台基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报；
24.其中，异常状况包括工作人员未到达指定区域、非准入工作人员到达未准入区域、工作人员未到达指定区域以及矿井环境中出现烟尘、明火的状况。
25.可选地，通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析之前，还包括：
26.将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台。
27.可选地，通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析包括：
28.对采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，得到多个关键视频图像；
29.对采集的非关键区域的视频数据进行抽帧处理，得到多个非关键视频图像；
30.将多个关键视频图像输入至预设的图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第一精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹；
31.以及，
32.将多非关键视频图像输入至预设的轻量化图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第二精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，且第二精度小于第一精度；
33.其中，图像处理模型为预先训练好的ssd深度网络模型，轻量化图像处理模型为将模型贡献度小于阈值的网络连接或者卷积核进行剪枝过的ssd深度网络模型，待识别目标包括工作人员和/或矿井下的仪器设备。
34.可选地，依据分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报包括：
35.依据待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，判断工作人员的位置信息、人员的状
态信息以及矿井环境信息；
36.在出现工作人员未到达指定区域、工作人员到达未准入区域、非工作人员到达未准入区域以及矿井环境中出现烟尘和/或明火时，发出相应警报，同时支持工作人员向视频采集模块发出求救信号以供监控平台广播。
37.(三)有益效果
38.本发明的有益效果是：本发明通过设置的辅助光源，从采集端避免了因井下情况较为复杂，采集的图像质量参差不齐，会存在遮挡、雾化、过暗等劣质图像数据的问题。其次，在监控平台上针对不同区域的采集数据采取抽帧或逐帧的分析手段，在保持关键区域的监控水平的基础上减少了数据处理量，加快数据处理时间，以使各类信息判定尽快反馈至工作人员处，大大减少了井下安全事故的发生。因此，应用本发明的技术方案，不仅可实现矿井自动化无人值守，而且其准确率、处理速度以及建设成本均优于现有的视频监控方案。
附图说明
39.图1为本发明提供的一种矿井作业人员的智能化监控系统的组成示意图；
40.图2为本发明提供的一种矿井作业人员的智能化监控方法的流程示意图；
41.图3为本发明提供的一种矿井作业人员的智能化监控方法的步骤s1的具体流程示意图；
42.图4为本发明提供的一种矿井作业人员的智能化监控方法的步骤s2的具体流程示意图；
43.图5为本发明提供的一种电子设备的计算机系统的结构示意图。
44.【附图标记说明】
45.400：计算机系统；401：cpu；402：rom；403：ram；404：总线；405：i/o接口；406：输入部分；407：输出部分；408：存储部分；409：通信部分；410：驱动器；411：可拆卸介质。
具体实施方式
46.为了更好地解释本发明，以便于理解，下面结合附图，通过具体实施方式，对本发明作详细描述。
47.如图1所示，本发明实施例提出的一种矿井作业人员的智能化监控系统，包括：视频采集模块，视频采集模块设置在矿井的不同区域；通信模块，通信模块包括无线通讯组件(各种无线组网)和/或有线通讯组件(环网交换机、本安交换机等)；辅助光源，辅助光源设置在视频采集模块的预设范围内；以及，监控平台，监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析，并基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报；其中，矿井的区域分为关键区域与非关键区域，关键区域是指包含工作人员途经的固定线路的区域，非关键区域是指处于任意两个关键区域之间的区域。
48.本发明通过设置的辅助光源，从采集端避免了因井下情况较为复杂，采集的图像质量参差不齐，会存在遮挡、雾化、过暗等劣质图像数据的问题。其次，在监控平台上针对不同区域的采集数据采取抽帧或逐帧的分析手段，在保持关键区域的监控水平的基础上减少
了数据处理量，加快数据处理时间，以使各类信息判定尽快反馈至工作人员处，大大减少了井下安全事故的发生。因此，应用本发明的技术方案，不仅可实现矿井自动化无人值守，而且其准确率、处理速度以及建设成本均优于现有的视频监控方案。
49.为了更好地理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更清楚、透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
50.进一步地，视频采集模块包括：多个摄像头以及与每一摄像头连接的图像采集卡；每一摄像头具备双向语音通话对讲模块，且每一摄像头的分辨率不低于4k。为保证工作人员的安全，摄像头具备双向语音通话对讲功能，能够实时通话，同时摄像头分辨率不低于高清4k，能够通过5g、有线传输等功能。
51.其次，辅助光源包括：激光发射器和/或补光灯。光源的调节是视觉系统最重要的问题之一，决定了摄像机的像素质量，在具体实施例中，本发明通过灯光、焦点、光圈、曝光、亮度与对比度结合调整的方式，并通过均匀补光以消除外界光或者被测物体自身光源的影响。此外，需要对摄像机拍摄的图像进行校正，以消除图像畸变的影响，通过hough变换检测的边界轮廓，定位出四个角的位置，通过变换将四个角的位置调整到标准比例的矩形位置从而完成图像的变换校正。
52.接着，监控平台设置有数据接入端口与显示界面，显示界面通过优化数据接入端口和采用多线程的方式来优化数据显示效果。本发明通过分析各个传输端口传输的数据类型和数据量来合理规划传输端口的属性，提高了软件运行速率和数据传输速度；并采用多线程的方式读取和处理图像数据，提高了运行效率和数据的准确性。
53.再者，本发明的智能化监控系统还包括：布置在监测井下的环境参数采集模块，环境参数采集模块包括环境光传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、以及气体传感器，参数超标时环境参数采集模块上传报警信息至监控中心。通过上述环境参数采集模块可以时刻检测多种参数，与视频监控互相补充，实现对井下更好地监控。
54.以及，本发明的智能化监控系统还包括：图像筛选器，用于将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台；其中，背景图像为每一视频采集模块所采集的多帧图像所提取的背景信息的组合图像。借助于图像筛选器可以进一步减少图像数据，将与背景相比未曾变动的图像舍去，以减轻监控平台的工作量。
55.值得一提的是，如图1所示，本发明的智能化监控系统还包括：通过通信模块与监控平台交互的工作人员移动终端。作业人员随身配备移动终端，通过移动终端与监控平台、网络服务器进行数据交互，且移动终端具备有人员定位功能。
56.此外，本发明实施例还提供一种矿井作业人员的智能化监控方法，应用于如上所述的系统，如图2所示，包括：
57.s1、监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析。
58.在步骤s1之前，还包括：
59.f1、将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位
置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台。
60.进一步地，如图3所示，步骤s1包括：
61.s11、对采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，得到多个关键视频图像。
62.s12、对采集的非关键区域的视频数据进行抽帧处理，得到多个非关键视频图像。
63.s13、将多个关键视频图像输入至预设的图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第一精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹。
64.以及，
65.s14、将多非关键视频图像输入至预设的轻量化图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第二精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹；且第二精度小于第一精度保证了处理速度。
66.在上述步骤中，本发明区分关键区域与非关键区域，并针对性地施加不同处理方式，明显加快了处理速度，再者对待识别目标进一步处理、跟踪、识别，得到至少包括待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，从而对目标的行为进行判断是否触发报警。
67.其中，图像处理模型为预先训练好的ssd深度网络模型，轻量化图像处理模型为将模型贡献度小于阈值的网络连接或者卷积核进行剪枝过的ssd深度网络模型，待识别目标包括工作人员和/或矿井下的仪器设备。
68.考虑到目标检测算法ssd，yolo等算法，虽然在检测基准上有着优秀的竞争水平，但其网络参数量以及计算量过大，很难部署到硬件源有限的移动设备中。因此，为了得到一种低功耗，低计算量以及低延迟的神经网络模型，本发明采用对模型贡献度比较小的连接或者卷积核进行剪枝这种方法，这样就能减少模型的冗余，在检测精度与处理速度之间达成了一种平衡。此外，还可以采用轻量化的卷积神经网络架构如mobilenet，shufflenet等。或者，将模型中的浮点数转化为定点数以达到减少模型的大小以及加快前向计算的效果。
69.s2、监控平台基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报。
70.进一步地，如图4所示，步骤s2包括：
71.s21、依据待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，判断工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息。
72.s22、在出现工作人员未到达指定区域、工作人员到达未准入区域、非工作人员到达未准入区域以及矿井环境中出现烟尘和/或明火时，发出相应警报，同时支持工作人员向视频采集模块发出求救信号以供监控平台广播。
73.其中，异常状况包括工作人员未到达指定区域、非准入工作人员到达未准入区域、工作人员未到达指定区域以及矿井环境中出现烟尘、明火的状况。
74.另一方面，本发明还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器存储用于上述处理器控制如上述的矿井作业人员的智能化监控方法步骤。
75.下面参考图5，其示出了适于用来实现本技术实施例的电子设备的计算机系统400的结构示意图。图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本技术实施例的功能和使用范围带来任何限制。
76.如图5所示，计算机系统400包括中央处理单元(cpu)401，其可以根据存储在只读存储器(rom)402中的程序或者从存储部分407加载到随机访问存储器(ram)403中的程序而执行各种适当的动作和处理。在ram403中，还存储有系统400操作所需的各种程序和数据。cpu401、rom402以及ram403通过总线404彼此相连。输入/输出(i/o)接口405也连接至总线404。
77.以下部件连接至i/o接口405：包括键盘、鼠标等的输入部分406；包括诸如阴极射线管(crt)、液晶显示器(lcd)等以及扬声器等的输出部分407；包括硬盘等的存储部分408；以及包括诸如lan卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分409。通信部分409经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器410也根据需要连接至i/o接口405。可拆卸介质411，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器410上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分408。
78.特别地，根据本发明的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分409从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质411被安装。在该计算机程序被中央处理单元(cpu)401执行时，执行本技术的系统中限定的上述功能。
79.需要说明的是，本技术所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本技术中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本技术中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
80.附图中的流程图和框图，图示了按照本技术各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组
合来实现。
81.描述于本技术实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
82.综上所述，本发明提供一种矿井作业人员的智能化监控系统以及方法，本发明设置了视频采集模块、通信模块、辅助光源、环境参数采集模块、图像筛选器以及监控平台，在充分利用视频数据的优异性的同时，还采取了对于非关键区域的抽帧处理以及采用轻量化的图像处理模块等手段，实现了对矿井的实时监测，并进行快速识别判断，及时发现矿井隐患与变故，确保了矿井的安全生产及工作人员的生命安全。
83.由于本发明上述实施例所描述的系统/装置，为实施本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置，故而基于本发明上述实施例所描述的方法，本领域所属技术人员能够了解该系统/装置的具体结构及变形，因而在此不再赘述。凡是本发明上述实施例的方法所采用的系统/装置都属于本发明所欲保护的范围。
84.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例，或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
85.本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。
86.应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何附图标记理解成对权利要求的限制。词语“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的词语“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件来具体体现。词语第一、第二、第三等的使用，仅是为了表述方便，而不表示任何顺序。可将这些词语理解为部件名称的一部分。
87.此外，需要说明的是，在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述，是指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
88.尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域的技术人员在得知了基本创造性概念后，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，权利要求应该解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
89.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围
之内，则本发明也应该包含这些修改和变型在内。

技术特征：
1.一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，包括：视频采集模块，视频采集模块设置在矿井的不同区域；通信模块，通信模块包括无线通讯组件和/或有线通讯组件；辅助光源，辅助光源设置在视频采集模块的预设范围内；以及，监控平台，监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析，并基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报；其中，矿井的区域分为关键区域与非关键区域，关键区域是指包含工作人员途经的固定线路的区域，非关键区域是指处于任意两个关键区域之间的区域。2.如权利要求1所述的一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，视频采集模块包括：多个摄像头以及与每一摄像头连接的图像采集卡；每一摄像头具备双向语音通话对讲模块，且每一摄像头的分辨率不低于4k。3.如权利要求1所述的一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，辅助光源包括：激光发射器和/或补光灯。4.如权利要求2所述的一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，监控平台设置有数据接入端口与显示界面，显示界面通过优化数据接入端口和采用多线程的方式来优化数据显示效果。5.如权利要求1所述的一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，还包括：布置在监测井下的环境参数采集模块，环境参数采集模块包括环境光传感器、温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、以及气体传感器，参数超标时环境参数采集模块上传报警信息至监控中心。6.如权利要求1-5任一项所述的一种矿井作业人员的智能化监控系统，其特征在于，还包括：图像筛选器，用于将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台；其中，背景图像为每一视频采集模块所采集的多帧图像所提取的背景信息的组合图像。7.一种矿井作业人员的智能化监控方法，应用于如权利要求1-6任一项所述的系统，其特征在于，包括：监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析；监控平台基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报；其中，异常状况包括工作人员未到达指定区域、非准入工作人员到达未准入区域、工作人员未到达指定区域以及矿井环境中出现烟尘、明火的状况。8.如权利要求7所述的一种矿井作业人员的智能化监控方法，其特征在于，通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析之前，还包括：将视频采集模块采集的当前帧图像与背景图像进行比较，获得拍摄于相同位置的图像的像素变化信息，并将像素发生变化的图像发送至监控平台。
9.如权利要求7所述的一种矿井作业人员的智能化监控方法，其特征在于，通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析包括：对采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，得到多个关键视频图像；对采集的非关键区域的视频数据进行抽帧处理，得到多个非关键视频图像；将多个关键视频图像输入至预设的图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第一精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹；以及，将多非关键视频图像输入至预设的轻量化图像处理模型，对每一帧初始图像进行目标检测，以得到包含待识别目标的图像，基于包含待识别目标的图像进行跟踪识别，得到第二精度的待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，且第二精度小于第一精度；其中，图像处理模型为预先训练好的ssd深度网络模型，轻量化图像处理模型为将模型贡献度小于阈值的网络连接或者卷积核进行剪枝过的ssd深度网络模型，待识别目标包括工作人员和/或矿井下的仪器设备。10.如权利要求7所述的一种矿井作业人员的智能化监控方法，其特征在于，依据分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报包括：依据待识别目标的位置、形状以及行动轨迹，判断工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息；在出现工作人员未到达指定区域、工作人员到达未准入区域、非工作人员到达未准入区域以及矿井环境中出现烟尘和/或明火时，发出相应警报，同时支持工作人员向视频采集模块发出求救信号以供监控平台广播。

技术总结
本发明涉及一种矿井作业人员的智能化监控系统以及方法，其中，矿井作业人员的智能化监控系统包括：视频采集模块，视频采集模块设置在矿井的不同区域；通信模块，通信模块包括无线通讯组件和/或有线通讯组件；辅助光源，辅助光源设置在视频采集模块的预设范围内；以及，监控平台，所述监控平台通过通信模块对视频采集模块采集的关键区域的视频数据进行逐帧分析，对采集的非关键区域的视频数据抽帧分析，并基于分析结果监控工作人员的位置信息、人员的状态信息以及矿井环境信息，在识别到异常状况时发出相应警报。因此，应用本发明的技术方案，不仅可实现矿井自动化无人值守，而且其准确率、处理速度以及建设成本均优于现有的视频监控方案。视频监控方案。视频监控方案。


技术研发人员：薛晓强 王忠强 贺高峰 云层飞 王志慧 王雨晨 韩少科
受保护的技术使用者：中煤（北京）环保股份有限公司
技术研发日：2023.02.28
技术公布日：2023/7/13