技术特征：
1.一种基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，其步骤如下：步骤一：在采煤机上设置机载摄像机和机载传感器，利用机载摄像机对被监控工作区煤壁进行连续拍摄，获取视频监控数据；利用机载传感器获取设备几何位姿和工作数据；将连续监控视频数据、设备几何位姿和运行数据传输至综采工作面监控系统；步骤二：使用ar设备在现实环境中可视化呈现3d采煤机虚拟模型，包括采煤机、刮板机和被监测煤壁；步骤三：从综采工作面监控系统中获取监测数据，驱动ar设备可视化呈现的3d采煤机虚拟模型，其中，监控视频通过处理后投射在虚拟煤壁对象上；采煤机与被监测煤壁的距离数据驱动虚拟煤壁的位置；采煤机位置数据驱动刮板输送机模型；采煤机姿态、几何姿态和警告信息驱动采煤机模型；步骤四：采煤机设备属性数据及运行数据显示在触控显示器上，并通过网络与ar设备呈现的3d采煤机虚拟模型进行关联；步骤五：借助ar技术，并将连续监测视频数据和运行数据与3d采煤机虚拟模型在时间和空间上完美融合，3d采煤机虚拟模型的姿态和监测视频中的采煤机姿态完全一致，在现实空间中实时直观的再现井下采煤场景。2.根据权利要求1所述的基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，所述视频监控数据包括嵌入式抽象数据，嵌入式抽象数据包括采煤机姿态数据、几何姿态数据、关键部件警告数据、开采区位置数据、开采区域监控视频数据和采煤机位置数据；采煤机姿态数据、几何姿态数据、关键部件警告数据、开采区位置数据、开采区域监控数据和采煤机位置数据均嵌入并驱动3d采煤机监测虚拟模型。3.根据权利要求2所述的基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，所述设备几何位姿和工作数据均为关联式抽象数据，设备几何位姿和工作数据均与3d采煤机监测虚拟模型相关联。4.根据权利要求2或3所述的基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，所述3d采煤机监测虚拟模型包括采煤机位置虚拟模型、被监控煤壁虚拟模型和采煤机虚拟模型；采煤机位置数据嵌入采煤机位置虚拟模型中；开采区位置数据和开采区域监控视频数据均嵌入被监控煤壁虚拟模型中；采煤机姿态数据、几何姿态数据和关键部件警告数据均嵌入采煤机虚拟模型中；采煤机虚拟模型分别与设备几何位姿和工作数据相关联；其中，采煤机位置虚拟模型为刮板机模型。5.根据权利要求4所述的基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，所述采煤机可视化监测系统的触控模块操作方法为：初始化：打开平板触控计算机，启动采煤机可视化监测系统，连接网络系统；数据调取：连接综采工作面监控系统，从综采工作面监控系统的数据库中提取所需嵌入式抽象数据，将嵌入式抽象数据处理成虚拟模块调用的数据形式；抽象数据可视化：根据可视化需求，以图表、数据、曲线形式在触控显示器排布关联式抽象数据和嵌入式抽象数据。6.根据权利要求5所述的基于ar的采煤机可视化监测方法，其特征在于，所述采煤机可视化监测系统的ar模块的操作方法为：初始化：启动ar头戴式显示设备，设备自动扫描监控室内头盔周边的工作环境，并进行
空间建模；借助ar设备的slam技术和空间锚技术，确定采煤机设备所处空间的定位信息；在ar设备的主菜单，启动采煤机ar监测程序；3d虚拟模型载入：当采煤机ar监测程序第一次启动时，载入3d采煤机监测虚拟模型，操作人员将3d采煤机监测虚拟模型定位至工作台；再次启动采煤机ar监测程序时，若ar设备所在环境空间信息相同，则依据上次ar设备记录的空间锚，重定位3d采煤机监测虚拟模型；模型可视化驱动：从采煤机可视化监测系统中获取嵌入式抽象数据，实时驱动3d采煤机监测虚拟模型的采煤机的机身姿态、运动部件几何姿态、采煤机位置、监控煤壁的参数、监控视频和警告信息，实时动态可视化驱动3d采煤机监测虚拟模型，使采煤机监测视频、运行数据与采煤机几何位姿时空同步。
技术总结
本发明提出了一种基于AR的采煤机可视化监测方法，其步骤为：首先在采煤机上设置传感器和机载摄像机，获取采煤机运行数据和工作区被监控煤壁的监控数据；其次，根据综采工作面设备配套图，构建3D采煤机监测虚拟模型；再对连续监控视频数据进行处理，使视频数据与3D采煤机监测虚拟模型中的虚拟煤壁对象一致；然后，将处理后的视频数据投射于对应虚拟煤壁对象上，并实时驱动3D采煤机监测虚拟模型的位置和几何姿态，使3D采煤机监测虚拟模型与监测数据、视频数据时空融合；最后，借助AR技术，在现实环境中，实时再现井下采煤场景。本发明借助AR和可视化技术，实时、动态、逼真的再现井下开采环境，提高了监测人员对监测数据认知的效率和准确性。和准确性。和准确性。
技术研发人员：刘军 陈静 毕建平 刘豫喜 靳亚恒 吴锌劲
受保护的技术使用者：河南工程学院
技术研发日：2021.05.18
技术公布日：2021/9/17