圖像識(shí)別智能控制裝置

一、項(xiàng)目背景

1、《煤礦安全生產(chǎn)“十三五”規(guī)劃》主要任務(wù)：（三）推進(jìn)煤礦安全基礎(chǔ)建設(shè)，推進(jìn)煤礦機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化、智能化改造。

2、國(guó)家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局 安監(jiān)總科技〔2015〕63號(hào)：關(guān)于開展“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”科技強(qiáng)安專項(xiàng)行動(dòng)的通知 內(nèi)容重點(diǎn)：是以機(jī)械化生產(chǎn)替換人工作業(yè)、以自動(dòng)化控制減少人為操作，大力提高企業(yè)安全生產(chǎn)科技保障能力。

3、2020年2月25日國(guó)家煤礦安監(jiān)局等八部委頒發(fā)《關(guān)于加快煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見》，強(qiáng)調(diào)煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，將人工智能、機(jī)器人、智能裝備等與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。

二、發(fā)展階段

煤礦設(shè)備經(jīng)歷了機(jī)械化、自動(dòng)化、信息化的三個(gè)階段的發(fā)展，為煤礦生產(chǎn)的安全、效率做出了巨大貢獻(xiàn)。當(dāng)下煤礦就業(yè)出現(xiàn)青黃不接的局面，年輕人以及年輕人的父母都不愿意從事井下勞動(dòng)，加之好多礦井采煤深度增大，礦壓及高溫的挑戰(zhàn)，都非常不適宜人類勞動(dòng)。

在煤礦經(jīng)歷前三個(gè)階段發(fā)展的基礎(chǔ)上，國(guó)家八部委2020年初及時(shí)發(fā)布關(guān)于煤礦智能化發(fā)展的指導(dǎo)意見，既有替代人工的緊迫性，同時(shí)也是建立在各種技術(shù)的基礎(chǔ)上展開的，時(shí)機(jī)完全成熟，煤礦現(xiàn)場(chǎng)具備向智能化發(fā)展的基礎(chǔ)。

三、何謂人工智能

人工智能：就是會(huì)學(xué)習(xí)的計(jì)算機(jī)程序，人工智能的典型應(yīng)用大多都擁有深度學(xué)習(xí)的技術(shù)基礎(chǔ)，是計(jì)算機(jī)從大量數(shù)據(jù)資料中通過自我學(xué)習(xí)掌握經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)果。

煤礦智能化是煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的核心技術(shù)支撐，只有推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平，才能促進(jìn)我國(guó)煤炭工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

人工智能是人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果，是機(jī)器進(jìn)化的結(jié)果，其包含硬件和軟件兩大部分。

四、圖像識(shí)別概念

圖像識(shí)別：是指利用計(jì)算機(jī)對(duì)圖像進(jìn)行處理、分析和理解，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)象的技術(shù)，是應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法的一種實(shí)踐應(yīng)用。通俗地說(shuō)就是用攝像機(jī)模擬人的眼睛，用計(jì)算機(jī)模擬人的大腦，從而分析、識(shí)別、看到特定事物。它作為一個(gè)工具來(lái)幫助我們?nèi)祟惻c外部世界進(jìn)行交互。

圖像識(shí)別技術(shù)：是人工智能的一個(gè)重要領(lǐng)域。它是指對(duì)圖像進(jìn)行對(duì)象識(shí)別，以識(shí)別各種不同模式的目標(biāo)和對(duì)像的技術(shù)，識(shí)別過程包括圖像預(yù)處理、圖像分割、特征提取和判斷匹配。

圖像識(shí)別技術(shù)：是以圖像的主要特征為基礎(chǔ)的，對(duì)復(fù)雜圖像的識(shí)別往往要通過不同層次的信息加工才能實(shí)現(xiàn)。

作為智能機(jī)器人的重要感覺器官，機(jī)器視覺主要進(jìn)行3D圖像的理解和識(shí)別，該技術(shù)也是研究的熱門課題之一。

五、應(yīng)用場(chǎng)景

1、圖像識(shí)別技術(shù)，在現(xiàn)實(shí)生活中，最為普及的：人臉識(shí)別、身份證識(shí)別、車牌照識(shí)別等等。為生活減少了很多麻煩，省去了眾多的人力物力。

2、圖像識(shí)別技術(shù)還可以用到醫(yī)學(xué)上，人工讀片具備主觀性高、重復(fù)性低、定量及信息利用度不足、耗時(shí)及勞動(dòng)強(qiáng)度和知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的傳承困難等難題。而通過圖像識(shí)別進(jìn)行讀片，效率就會(huì)大大提高，準(zhǔn)確率也會(huì)提高。

3、在工業(yè)應(yīng)用中最廣：視頻監(jiān)控。傳統(tǒng)監(jiān)控需要有人在電視墻前時(shí)刻保持高度警惕，然后再通過自己對(duì)視頻的判斷來(lái)得出結(jié)論，但這往往會(huì)因?yàn)槿说钠?、視覺局限和注意力分散等原因影響監(jiān)控效果。但有了成熟的圖像識(shí)別技術(shù)之后，再加以人工智能的支持，計(jì)算機(jī)就可以自行對(duì)視頻進(jìn)行分析和判斷，發(fā)現(xiàn)異常情況直接報(bào)警，帶來(lái)了更高的效率和準(zhǔn)確度。

4、機(jī)器視覺之于人工智能的意義就是視覺之于人類的意義，而決定著機(jī)器視覺的就是圖像識(shí)別技術(shù)。在機(jī)器臂終端安裝視覺硬件，通過圖像識(shí)別技術(shù)，可以指揮機(jī)器人按照特定目的去替代人工從事各種活動(dòng)。

5、在煤礦領(lǐng)域，通過圖像識(shí)別技術(shù)我們可以發(fā)現(xiàn)煤與矸石的不同特征，并發(fā)出指令信號(hào)給機(jī)器人去分揀煤與矸石，通過人工智能技術(shù)去替代操作工；通過圖像識(shí)別智能控制裝置還可以對(duì)重點(diǎn)設(shè)備運(yùn)行、重點(diǎn)崗位人員操作進(jìn)行監(jiān)控，確保重點(diǎn)設(shè)備、重要崗位的安全可靠運(yùn)行；圖像識(shí)別技術(shù)可以應(yīng)在采煤面、掘進(jìn)面領(lǐng)域，替代人工操作。由于煤礦井下大都是高危行業(yè)，通過圖像識(shí)別智能控制裝置能夠大量減少人為操作，因此在煤礦領(lǐng)域圖像識(shí)別技術(shù)應(yīng)用將極為廣泛！

六、團(tuán)隊(duì)概況

1、中礦智能裝備團(tuán)隊(duì)由大學(xué)教授、高級(jí)工程師等核心人員組成，既對(duì)煤礦現(xiàn)場(chǎng)非常熟悉，同時(shí)開展多項(xiàng)基礎(chǔ)性技術(shù)研究，對(duì)圖像識(shí)別軟件編程、大數(shù)據(jù)算法、軟件深度自學(xué)習(xí)功能架構(gòu)都駕馭輕熟。由基礎(chǔ)研究到產(chǎn)品延伸非常有針對(duì)性的研發(fā)，贏得煤礦用戶的眾多好評(píng)。

2、中礦智能裝備團(tuán)隊(duì)所涉獵的專業(yè)非常齊全，在國(guó)內(nèi)煤礦智能領(lǐng)域絕對(duì)是佼佼者，具體專業(yè)包含：機(jī)械、電氣、電子、軟件、編程、液壓、氣控、稱重等等。

3、中礦智能裝備團(tuán)隊(duì)所有研發(fā)項(xiàng)目都是以解決煤礦現(xiàn)場(chǎng)難題為抓手，具有極強(qiáng)的針對(duì)性，研發(fā)難度大，投入資金多，研發(fā)周期偏長(zhǎng)。

4、中礦智能裝備團(tuán)隊(duì)最為擅長(zhǎng)：開展各種非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的研究與應(yīng)用，根據(jù)煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際尺寸及空間，因地制宜，研發(fā)出能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)使用的智能化裝備，通過圖像識(shí)別技術(shù)與現(xiàn)代煤炭開發(fā)利用深度融合，推動(dòng)智能化技術(shù)與煤炭產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展，提升煤礦智能化水平。

七、產(chǎn)品優(yōu)點(diǎn)

中礦恒揚(yáng)科技有限公司研發(fā)的圖像識(shí)別智能控制裝置具有顯著的自身特征：

其一是：綜合性，根據(jù)煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，綜合治理，標(biāo)本兼治，形成一套完整的產(chǎn)品體系。

其二是：主動(dòng)性，從問題的來(lái)源入手，主動(dòng)去發(fā)現(xiàn)問題，并及時(shí)報(bào)警，打破問題出現(xiàn)之后再解決的被動(dòng)局面。

其三是：智能性，在煤礦現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景中置入圖像智能識(shí)別技術(shù)，通過軟件建立數(shù)據(jù)庫(kù)，使系統(tǒng)具有深度自學(xué)習(xí)能力，替代人工監(jiān)測(cè)。

當(dāng)前煤礦在解決現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際問題上有以下兩個(gè)弊端，急需改進(jìn)！

所有解決問題的方法都有兩個(gè)共性：

一是：局部性，現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)單位根據(jù)自身遇到的問題，采取臨時(shí)的局部應(yīng)急措施。在某種程度上解決了現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)的問題，但對(duì)于整個(gè)行業(yè)來(lái)說(shuō)，并沒有形成一套完整的解決方案。

二是：被動(dòng)性，事故處理的所有方法，大都是因形成既有事故后開展實(shí)施的，沒有前瞻性和預(yù)見性，屬于應(yīng)付措施。

中礦恒揚(yáng)科技有限公司研發(fā)團(tuán)隊(duì)通過現(xiàn)場(chǎng)大量的調(diào)研總結(jié)，就是要在行業(yè)內(nèi)形成一套解決現(xiàn)場(chǎng)難題的智能化產(chǎn)品體系，從根本上解決所遇到的種種難題，而不是拘泥于某一個(gè)局部的問題，更不是亡羊補(bǔ)牢，而是主動(dòng)作為，將事故控制在萌芽狀態(tài)。

八、重大意義

1、開展基礎(chǔ)性研究，對(duì)應(yīng)用領(lǐng)域具有顛覆式的價(jià)值，填補(bǔ)國(guó)際、國(guó)內(nèi)技術(shù)空白，技術(shù)原創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

2、切身保護(hù)員工身心健康，遠(yuǎn)離高濃度粉塵、噪音大空間。

3、加快推進(jìn)煤礦智能化發(fā)展步伐，提升煤礦智能化水平。

4、機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人，智能化無(wú)人，減員增效。

5、打破行業(yè)內(nèi)頑疾，促進(jìn)煤炭工業(yè)科技進(jìn)步。

6、為煤炭行業(yè)樹立新的標(biāo)桿及標(biāo)準(zhǔn)。