(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210334374.1 (22)申请日 2022.03.31 (71)申请人 国家能源集团宁 夏煤业有限责任公 司 地址 750011 宁夏回族自治区银川市金凤 区北京中路168号 (72)发明人 杨洋　沈铭华　宋纪元　吕兆海　 仓义勇　王九洲　殷文龙　 (74)专利代理 机构 北京邦信阳专利商标代理有 限公司 1 1012 专利代理师 耿蕾 (51)Int.Cl. E21F 17/18(2006.01) E21F 13/04(2006.01) G08B 21/02(2006.01)G08B 21/24(2006.01) G08B 7/06(2006.01) G06V 40/16(2022.01) G06V 10/80(2022.01) G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 煤矿斜井运输安全保障系统 (57)摘要 本发明提出一种煤矿斜井运输安全保障系 统， 包括： 中央处理器、 图像采集模块、 绞车运行 控制模块、 行人检测模块、 人员特征提取模块、 数 据后台、 多个声光警示模块和数据资料库； 中央 处理器分别与行人检测模块、 绞车运行控制模 块、 图像采集模块连接， 图像采集模块与人员特 征提取模块连接， 数据后台分别与行人检测模 块、 人员特征提取模块、 数据资料库和声光警示 模块相连接。 本发明解决了 现有技术中绞车运行 时出现行人导致的安全问题。 采用本发明提供的 煤矿斜井运输安全保障系统能够根据行人的身 份进行准确地提醒， 从而使提醒功能更加有效， 提高了作业 安全性。 权利要求书3页 说明书8页 附图4页 CN 114810212 A 2022.07.29 CN 114810212 A 1.一种煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 包括： 中央处理器、 图像采集模块、 绞车运行控制模块、 行人检测模块、 人员特征提取模块、 数 据后台、 多个声光警示模块和数据资料库； 中央处理器分别与行人检测模块、 绞车运行控制模块、 图像采集模块连接， 图像采集模 块与人员特征提取模块连接， 数据后台分别与行人检测模块、 人员特征提取模块、 数据资料 库和声光警示模块相连接； 行人检测模块检测煤矿斜井内绞车提升系统运行轨道处是否有行人以及行人停留时 间， 若存在行人则将行人信息发送给中央处理器以及数据后台， 中央处理器接 收到行人信 息向图像采集模块发送采集指令， 同时向绞车运行控制模块发送控制指令， 图像采集模块 接收到采集指 令后采集行人的人脸图像后 将人脸图像发送给人员特征提取模块， 人员特征 提取模块对人脸图像预 处理后将人脸图像转为人脸灰度图像， 将人脸灰度图像划分为多个 子图像， 对每个子图像进 行H次特征提取， 得到H层特征子图像， 提取各H层特征子图像中的f 个点， 并将全部的H层特征子图像中f个点对应的特征值 发送至数据后台， 数据后台根据H层 特征子图像中f个点对应的特征值形成各子图像的融合特征， 将各子图像的融合特征与数 据资料库中标准的各子图像的融合特征进行逐一对比， 得到对比层融合特征集合， 根据对 比层融合特 征集合以及行 人停留在轨道处的时间判断是否发送报警指令给声光警示模块。 图像采集模块接收到采集指令后采集行人的人脸图像后将人脸图像发送给人员特征 提取模块。 2.根据权利要求1所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 行人检测模块包括计时统计单元和三个红外检测单元， 在煤矿斜井顶部横向从中间往 两侧依次设置三个红外检测单元， 红外检测单元将检测到的行人信息发送至中央处理器； 计时统计单 元用于累计行 人停留时间， 并将行 人停留时间发送至数据后台。 3.根据权利要求1所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 绞车运行控制模块通过绞车的滚筒转速获取绞车的速度， 通过调控驱动滚筒的电机控 制绞车停止或减速； 绞车运行控制模块接收到 中央处理器的控制 指令后， 根据绞车的速度以及行人所在区 域判断是否停止或减速 。 4.根据权利要求1所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 人员特征提取模块对人脸图像预处理后将人脸图像转为人脸灰度图像， 将人脸灰度图 像划分为多个子图像， 对每个子图像进行H次特征提取， 得到H层特征子图像， 提取各H层特 征子图像中的f个点， 并将全部的H层特征子图像中f个点对应的特征值发送至数据后台包 括如下步骤： S1、 按照预先设定的划分方式将人脸灰度图像划分为多个子图像， 对每个子图像进行H 次特征提取， 得到 H层特征子图像； S2、 依次提取第一层中第u个特 征子图像中的一 点作为中心点， 记为AHu(xHu,yHu)； S3、 以该中心点 为中心， 在半径为R的环形区域内， 均匀提取n个 像素点； S4、 判断n个像素点的灰度 值是否大于该中心点AHu的灰度值， 若n个像素点中有一个或 多个像素点的灰度值大于中心 点AHu的灰度值， 则取灰度值大于中心 点AHu的像素点的权重 系数为1， 反之， 则取0， 并根据特征值计算 公式， 统计第H层特征子图像上各像素点到该点处权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114810212 A 2的特征值； (文中没有给 出特征值技术公式， 请补充) S5、 重新提取该特征子图像中的另一点， 并重 复步骤S3和 S4， 直至重 复提取的次数等于 f， 且重新 提取的子图像中的点 为未提取的子图像中的点； S6、 取u＝u+1， 重复执 行步骤S3 ‑S5,直至u等于k； (k的含义是什么) S7、 特征子图像的层数加1， 重复步骤S3 ‑S6， 直至获得H层特征子图像中的各特征子图 像的特征值。 5.根据权利要求 4所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 数据后台根据H层特 征子图像中f个点对应的特 征值形成各子图像的融合特 征包括： 数据后台接收人员特征提取模块发送H层特征子图像 中f个点对应的特征值， 得到子图 像特征值集合PHu(pHu  1,pHu2,...,pHuf)， PHu表示为第u个特征子图像的第H层对应的各 中心点的特征值， pHuf表 示为第u个特征子图像的第H层 对应的第f个中心点的特征值， 数据 后台根据平均值计算公式统计各特征子图像在各层的平均特征值， 即第u个特征子图像在 第H层的平均特 征值， 根据平均特 征值构成形成各子图像的融合特 征。 6.根据权利要求5所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 将各子图像的融合特征与 数据资料库中标准的各子图像的融合特征进行逐一对比， 得 到对比层融合特 征集合， 包括： 得到的对比层融合特征集合为ΔWzH(ΔwzH1,ΔwzH2,...,ΔwzHu,...,ΔwzH  k)， Δ wzH u表示为第H层中第u个子图像的融合特征与第z个煤矿作业人员的第H层中第u个子图 像的融合特征的对比情况， 若第H层中第u个子图像的融合特征与第z个煤矿作业人员的第H 层中第u个子图像的融合特 征的相同， 则Δwz Hu取1， 反 之， 则取0； 数据资料库中标准的各子图像的融合特征从存储煤矿作业人员对应的训练样本中获 取， 训练样本还 包括各层中各子图像对应的融合特 征所占的比重系数。 7.根据权利要求6所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 根据对比层融合特征集合以及行人停留在轨道处的时间判断是否发送报警指令给声 光警示模式包括： 计算各子图像的融合特征与 数据资料库中标准的各子图像的融合特征的匹配度系数， 并将融合特 征的匹配度系数与预设融合特 征匹配系数阈值对比； 若大于且数据后台所接收的行人停留时间大于设定时间段时， 则发送报 警指令给所匹 配人员的声光警示模块； 若小于且数据后台所接收的行人停留时间大于设定时间段时， 则数据后台将图像采集 模块所采集的人脸图像留存在数据库中， 并发送报警指令给工作人员的声光警示模块。 8.根据权利要求1 ‑7任一项所述的煤矿斜井运输安全保障系统， 其特 征在于， 声光警示模块包括： 警示主体、 主连接装置和辅连接装置； 主连接装置的一侧与警示主 体连接， 另一侧与辅连接装置的一侧插接， 辅连接装置的另一侧与警示主体连接； 警示主体包括： 警示盒、 警示灯、 声 音报警器、 支撑隔板、 信号处 理器和电源； 警示盒的前后两侧外壁开设滑动卡槽， 左侧或右侧上开设扩音孔， 警示灯设在警示盒 的顶部， 支撑隔板设在警示盒内部， 声音报警器、 电源和信号处理器均设置在支撑隔板上， 警示灯、 声 音报警器均 与信号处 理器连接； 警示盒通过滑动卡槽卡接在外 部安全帽相对应的卡条 上；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114810212 A 3