井下运动目标跟踪及预警方法研究

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1、西安科技大学硕士学位论文井下运动目标跟踪及预警方法研究专业名称：计算机软件与理论作者姓名：谢爱玲指导教师：李占利学位论文独创性说明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及其取得研究成果。尽我所知，除了文中加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得西安科技大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：日期：论文题目：井下运动目标跟踪及

2、预警方法研究专业：计算机软件与理论硕士生：谢爱玲(签名)指导教师：李占利(签名)摘要安全生产是煤矿安全的一个永恒话题，其中安全运输是安全生产中的一个重要组成部分。目前，国内煤矿井下都安装了视频设备，但如何充分利用这些设备提高井下机车撞人等轨道事故的预防能力有待进一步研究，因此，本文研究基于视频监控的井下运动目标跟踪及预警方法，对于提高煤矿井下轨道事故的预防能力及煤矿安全生产具有重要意义。首先，针对井下轨道上的运动目标的检测与识别问题，对井下视频图像进行预处理，采用背景减除法和帧差分法相结合的方法，检测出井下轨道上的运动目标。

3、在此基础上将目标形状特征和纹理特征相结合，采用基于特征匹配方法对运动目标进行识别。其次，针对运动目标的跟踪问题，提出基于粒子滤波的井下多运动目标跟踪算法。在建立并初始化多目标跟踪列表的基础上，通过状态转移方程更新目标状态，计算并归一化每个粒子权值，利用目标状态方程估计输出跟踪目标的位置。该方法可有效克服前景目标与背景灰度相似、目标遮挡等情况的影响，具有较高的准确率。最后，针对运动目标的预警问题，提出基于时间安全模型的井下预警算法。该算法首先监测运动目标的速度及方向，然后依据运动目标之间不同的状态，计算出人与机车和人与轨道之间

4、的欧式距离。将获得的距离与基于时间安全预警模型计算所得的安全警戒值进行比较，判断是否存在安全隐患，制定安全预警决策。实验结果表明，本文所提井下运动目标跟踪及预警方法利用视觉计算理论，可自动检测、识别和跟踪轨道上的运动目标，并能够有效监测目标之间的距离，做出预警提示，可提升煤矿行业信息化和智能化水平，为保证煤矿的安全生产提供新的技术手段。关键词：检测；跟踪；识别；安全预警；智能监控研究类型：应用研究Subject:ResearchontheTargetTrackingandEarly-warningMethodofUnderg

5、roundSpecialty:ComputerSoftwareandTheoryName：XieAiling(Signature)Instructor:LiZhanli(Signature)ABSTRACTSafeproductionisaneternaltopicofminesafety,whilesafetransportisanimportantpartofit.Itisemphasizedthatthefocusoftechnologydevelopmentinminesafeproductionandmonitor

6、issolvingthekeytechnicalproblemsintheprocessofminedisasterpreventionandimprovingtheabilityofminedisastercomprehensivepreventionbythemeansofusingadvancedandnoveltechnology.Sorailsafetransportfacesaseverechallenge.Firstly,thispapercombiningbackgroundsubtractionandfra

7、medifferencemethodtodetectthemovingobjectfortheundergroundcomplexenvironment.Thenweresearchtheobjectrecognitionmethodbasedonthedetectionresult,whichisdividedintotherecognitionoflocomotiveandmineworker.Fortheapparentshapedifferenceoflocomotiveandmineworker,wepropose

8、amethodcombiningshapefeatureandtexturefeaturetodetectthemovingobject.Second,thisadoptaundergroundwarningmethodwhichisbasedontimesafemodel.Fortheu