本发明涉及自动化开采装备，尤其涉及基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置及方法。
背景技术：
1、中国作为当前全球能源驱动力最大国，依旧是煤炭消费增长的最大国。在采煤过程中，煤岩识别技术是实现煤矿智能化的处理手段，是促进高效开采的重要基础。
2、在以往煤岩识别过程中往往是以人为基础进行煤岩识别，机械的自动化水平较低。煤岩识别技术发展到现在，依据煤与岩石的不同特征诞生了不同的煤岩识别方法并且在不断完善中，包括天然伽玛射线法、地质雷达法、功率判断、振动分析法等方法，均因其在我国煤矿环境下的局限性未能广泛应用。首先，单一的研究技术很难适应我国复杂的煤矿地质条件；其次，识别效率受环境影响较大，设备的磨损消耗直接会影响识别精确程度。因此煤岩界面识别方法的应用性与识别准确性都需要得到提高。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置及方法，实现了对采煤装置前方煤岩界面的预测和识别，可靠性高、经济性好，能够为无人化的回采工作面建设提供条件。
2、本发明所采用的技术方案如下：
3、一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，包括：
4、电磁波收发装置、红外热像仪、煤岩界面识别模块、信号收发装置；所述电磁波收发装置、红外热像仪均与煤岩界面识别模块信号连接，煤岩界面识别模块输出输出识别结果，由信号收发装置向外传输。
5、进一步，在煤岩界面识别模块内，利用transformer模型对电磁波序列信号解析得到当前刀煤岩界面估计结果；利用vision transformer模型对红外热像信号解析得到下一刀煤岩界面初步估计，当前刀煤岩界面估计结果、下一刀煤岩界面初步估计进行卡尔曼滤波结果级融合，得到最终的煤岩界面识别结果。
6、进一步，所述信号收发装置与外置计算机信号连接，将煤岩界面识别模块6的识别结果输出。
7、进一步，所述电磁波收发装置包括电磁波收发天线、微控制器、数模转换器和信号传输模块；微控制器控制电磁波收发天线发射低频电磁波和接收煤岩界面反射波，数模转换器将接收的反射波转换成电磁波数字信号，由信号传输模块传输电磁波数字信号至煤岩界面识别模块。
8、进一步，所述电磁波收发装置、红外热像仪、煤岩界面识别模块、信号收发装置均设置在剪叉式自动升降台的上部。
9、进一步，所述剪叉式自动升降台包括顶底板、连杆、电机，所述连杆可滑动安装在连杆上，且与电机动力链接，在电机驱动下连杆发生收、张动作，实现剪叉式自动升降台升降调节。
10、进一步，所述剪叉式自动升降台还配备行走机构。
11、进一步，剪叉式自动升降台上方设有置物箱体，所述电磁波收发装置、红外热像仪、煤岩界面识别模块、信号收发装置均设置在置物箱体上。
12、一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别方法，包括如下步骤：
13、s1，将上述煤岩界面识别装置移动到目标位置；
14、s2，利用红外热像仪对煤岩壁进行红外检测，采集将红外热像信号，并传输至煤岩界面识别模块；
15、s3，利用电磁波收发装置对煤岩壁发射低频超宽带电磁波和接收煤岩界面反射波；经过数模转换后传输至煤岩界面识别模块；
16、s4，煤岩界面识别模块对红外热像信号和反射电磁波信号分别进行处理，得到煤岩界面识别结果。
17、进一步，s4的处理过程如下：
18、s4.1，由电磁波序列信号得到序列特征向量，输入transformer模型解析得到当前刀煤岩界面估计结果；
19、s4.2，由红外热像信号生成红外热像序列图像，输入vision transformer模型中，解析得到下一刀煤岩界面初步估计；
20、s4.3，将当前刀煤岩界面估计结果、下一刀煤岩界面初步估计进行卡尔曼滤波结果级融合，得到最终的煤岩界面识别结果。
21、本发明的有益效果：
22、与现有技术相比，本煤岩界面识别装置利用红外热像信号和电磁波信号对采煤装置前煤岩界面智能识别，结合两种识别结果，构造煤岩界面轨迹及虚拟煤岩界面模型，与现有系统相比，可靠性更高，识别精度更高，经济性更好。
1.一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，在煤岩界面识别模块(6)内，利用transformer模型对电磁波序列信号解析得到当前刀煤岩界面估计结果；利用vision transformer模型对红外热像信号解析得到下一刀煤岩界面初步估计，当前刀煤岩界面估计结果、下一刀煤岩界面初步估计进行卡尔曼滤波结果级融合，得到最终的煤岩界面识别结果。
3.根据权利要求1所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述信号收发装置(7)与外置计算机信号连接，将煤岩界面识别模块(6)的识别结果输出。
4.根据权利要求1所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述电磁波收发装置(3)包括电磁波收发天线、微控制器、数模转换器和信号传输模块；微控制器控制电磁波收发天线发射低频电磁波和接收煤岩界面反射波，数模转换器将接收的反射波转换成电磁波数字信号，由信号传输模块传输电磁波数字信号至煤岩界面识别模块(6)。
5.根据权利要求1-4中任一所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述电磁波收发装置(3)、红外热像仪(5)、煤岩界面识别模块(6)、信号收发装置(7)均设置在剪叉式自动升降台(1)的上部。
6.根据权利要求5所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述剪叉式自动升降台(1)包括顶底板(1-1)、连杆(1-2)、电机(1-3)，所述连杆(1-2)可滑动安装在顶底板(1-1)上，且与电机(1-3)动力链接，在电机(1-3)驱动下连杆(1-2)发生收、张动作，实现剪叉式自动升降台(1)升降调节。
7.根据权利要求5所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，所述剪叉式自动升降台1还配备行走机构。
8.根据权利要求5所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别装置，其特征在于，剪叉式自动升降台(1)上方设有置物箱体(2)，所述电磁波收发装置(3)、红外热像仪(5)、煤岩界面识别模块(6)、信号收发装置(7)均设置在置物箱体(2)上。
9.一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述的一种基于红外热像信号和电磁波信号的煤岩界面识别方法，其特征在于，s4的处理过程如下：
