华东交通大学朱顺顺获国家专利权
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龙图腾网获悉华东交通大学申请的专利基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法及系统获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121017195B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-10发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511508923.2,技术领域涉及:B08B13/00;该发明授权基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法及系统是由朱顺顺;郭浩森;陈履毅;周建平;龚诗琳;王伟超设计研发完成,并于2025-10-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法及系统在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法及系统,通过布设于钻孔摄像装置前端的MEMS微力传感器获取碰撞或附着压力数据,结合图像清晰度特征提取模块,采用基于污损面积的优化算法实现多源传感数据融合与污损判别;在判定镜头污染的情况下,控制嵌入式系统驱动气液双相喷嘴,以设定的喷射频率、角度与压力参数进行镜头清洁;随后,根据图像质量变化反馈结果判断清洁效果,若未达到设定清晰度阈值,则再次调节喷射策略直至清洁完成。本发明实现了钻孔摄像过程中的动态污染识别、自适应清洁决策及多轮次反馈调控,有效提升了煤矿深井恶劣环境下的图像采集效率与质量,具备良好的工程实用性与推广价值。
本发明授权基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法及系统在权利要求书中公布了:1.一种基于多模态传感联动的钻孔摄像动态自清洁方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1、装置部署与系统初始化; 将防爆钻孔摄像头通过可伸缩推进杆组件置入钻孔目标区域,并完成钻孔摄像系统初始化; 步骤S2、多模态传感数据实时采集与镜头受污染概率计算; 钻孔摄像过程中,图像清晰度反馈模块实时采集并分析图像清晰度指标,同时接触式污染检测单元持续监测镜头表面的附着阻力与颗粒冲击信号;控制模块接受来自图像清晰度反馈模块与接触式污染检测单元的分析和监测结果后,对多模态传感数据进行融合分析,通过内置的决策算法与概率评估模型联合计算镜头受污染概率; 所述接触式污染检测单元持续监测镜头表面的附着阻力与颗粒冲击信号,过程如下: 步骤S21、接触式污染检测单元的柔性MEMS微力传感器阵列连续采集防爆钻孔摄像头镜头表面的压力信号; 步骤S22、通过低通滤波器去除柔性MEMS微力传感器t时刻采集的压力信号中的高频噪声,低通滤波器传递函数的公式表示为: ; 上式中,是压力信号的输入频率,是低通滤波器的截止频率; 经低通滤波器去除高频噪声后的信号表示为: ; 步骤S23、通过低通滤波去除高频噪声后的压力信号,进一步基于滑动窗口算法进行均值滤波平滑处理,公式表示为: ; 上式中,是平滑处理后的压力信号;N是窗口大小,表示取样的时间点总数;是信号采集的时间点; 步骤S24、对平滑处理后的压力信号作归一化处理,归一化处理的公式表示为: ; 上式中,是归一化后的压力信号;、分别是信号序列的最大值和最小值; 步骤S25、构建二维压力分布矩阵,二维压力分布矩阵的数学表达式为: ; 上式中,为柔性MEMS微力传感器阵列中第M个传感器的方位角;为时间点; 所述二维压力分布矩阵表示在不同方位角和不同时间点时防爆钻孔摄像头镜头表面的压力分布; 步骤S26、接触式污染检测单元根据防爆钻孔摄像头镜头表面在不同方位角和不同时间点时的压力分布,判断镜头上是否有污染物附着; 步骤S3、自清洁触发与气液双相流清洁; 当控制模块计算的镜头受污染状概率超出预设的污染概率阈值时,控制模块启动气液双相清洗组件,形成气液双相射流喷向镜头表面; 步骤S4、清洁后反馈校验与迭代清洗; 镜头表面清洁完成后,图像清晰度反馈模块再次采集并分析图像清晰度指标,若图像清晰度达到预设清晰度阈值,则系统继续进行钻孔摄像任务;否则图像清晰度反馈模块向控制模块反馈清洁失败信号,控制模块根据前次参数执行自适应优化后,再次对镜头表面进行清洁并执行步骤S5; 步骤S5、安全与冗余处理机制; 若连续多次清洁后图像清晰度仍未达到预设清晰度阈值,则数据传输模块向地面控制端发出警报,提示人工干预。
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