基于CUDA加速动态规划优化全景拼接的刮板输送机直线状态监测
李博1
侍守伊2
张建军3
夏蕊2
王学文2
崔卫秀3
倪强4
1.中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北 张家口 076250;太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原 030024;河北省高端智能矿山装备技术创新中心,河北 张家口 0762502.太原理工大学机械工程学院,山西太原 030024;煤矿综采装备山西省重点实验室,山西太原 0300243.中煤张家口煤矿机械有限责任公司,河北 张家口 076250;河北省高端智能矿山装备技术创新中心,河北 张家口 0762504.山西康伟集团有限公司,山西长治 046503
摘要：为提高井下复杂恶劣环境下刮板输送机直线状态监测精度和实时性,提出了一种基于统一计算设备架构(CUDA)加速动态规划优化全景拼接的刮板输送机直线状态监测方法.首先,同步2路摄像头获取的刮板输送机图像的帧数、分辨率参数,对输入的视频流进行暗通道清晰化处理,以消除井下煤尘、水雾等的干扰.其次,使用ORB算法检测和计算2路视频帧的特征点和描述子,通过K最近邻(KNN)匹配计算特征点间的匹配对,利用设置阈值比例的方法过滤错误的匹配点,使用随机抽样一致(RANSAC)算法计算出用于图像透视变换的单应性矩阵.然后,基于CUDA将读取Sobel算子、计算梯度、计算总能量差异、循环初始化权重与路径、寻找最佳接缝线分配到不同的线程中,并定义计算能量图和寻找最佳接缝线的核函数,完成2路图像沿接缝线融合的全景拼接.最后,使用霍夫变换方法对全景拼接的刮板输送机图像中部槽挡煤板进行直线拟合,并将拟合的直线绘制在全景拼接图像上,以反映刮板输送机的直线状态.实验及测试结果表明,CUDA加速动态规划优化全景拼接痕迹不明显,且处理速度快;通过霍夫变换对中部槽挡煤板拟合的直线与刮板输送机直线具有较好的一致性,可用于刮板输送机直线状态监测.
关键词：刮板输送机直线状态监测CUDA加速动态规划全景拼接霍夫变换统一计算设备架构
分类号：TD634.2(矿山电工)
资助基金：国家自然科学基金(52204149)山西省基础研究计划项目(202103021223080)山西省基础研究计划项目(202203021221051)
论文发表日期：2025-01-09
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 45-51,60 )
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