一种高炉出铁口状态监控方法及系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113122669A(43)申请公布日2021.07.16(21)申请号202110437293.XG06T5/30(2006.01)(22)申请日2021.04.22G06T7/11(2017.01)G06T7/136(2017.01)(71)申请人上海应用技术大学地址200235上海市徐汇区漕宝路120-121号(72)发明人李晓斌孙海燕牟通李祎琛(74)专利代理机构上海汉声知识产权代理有限公司31236代理人胡晶(51)Int.Cl.C21B7/24(2006.01)C21B7/12(2006.01)G06K9/00(2006.01)G06K9/62(2006.01)G06T5/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称一种高炉出铁口状态监控方法及系统(57)摘要本发明公开了一种高炉出铁口状态监控方法，S1：采集高炉出铁口的图像数据，得到高炉出铁口图像；S2：基于高炉出铁口图像依次进行截取、形态学开操作、高斯模糊、K‑Means颜色聚类、灰度图转化、阈值分割以及形态学操作，得到高炉铁水特征图像；S3：基于高炉铁水特征图像进行图像数据分析，得到分析数据；S4：基于分析数据进行计算，分别得到高炉出铁口大小、深度、打穿时间、出铁量和炮泥填充量。本发明通过对高炉出铁口状态进行智能监控，准确率高，运行时间短，能够满足高炉炼铁生产现场安全、稳定生产要求；本发明具有可行性和优越性监控方式更科学，监控结果更精确；监控过程自动化，无需人工操作，减少人员冗余；提高炉前操作区安全性。CN113122669ACN113122669A权利要求书1/2页1.一种高炉出铁口状态监控方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：采集高炉出铁口的图像数据，得到高炉出铁口图像；S2：基于所述高炉出铁口图像依次进行截取、形态学开操作、高斯模糊、K‑Means颜色聚类、灰度图转化、阈值分割以及形态学操作，得到高炉铁水特征图像；S3：基于所述高炉铁水特征图像进行图像数据分析，得到分析数据，所述分析数据包括每帧所述高炉铁水特征图像中的铁水面积及相对应的时间参数；S4：基于所述分析数据进行计算，分别得到高炉出铁口大小、高炉出铁口深度、高炉出铁口的打穿时间、高炉出铁口的出铁量和高炉出铁口的炮泥填充量，从而对高炉出铁口进行实时监控。2.根据权利要求1所述的高炉出铁口状态监控方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括如下步骤S21：基于所述高炉出铁口图像进行铁水区域截取，得到铁水区域图像；S22：基于所述铁水区域图像依次进行腐蚀和膨胀，得到铁水区域模糊图像；S23：基于所述铁水区域模糊图像进行高斯模糊处理，以滤除干扰因素，得到铁水区域高斯图像；S24：基于所述铁水区域高斯图像通过K均值聚类算法分割得到铁水区域分割图像；S25：基于铁水区域分割图像进行灰度转化，得到铁水区域灰度图像；S26：基于所述铁水区域灰度图像进行阈值分割，保留铁水区域的图像信息，滤除环境中的干扰图像信息，得到铁水区域二值化图像；S27：基于所述铁水区域二值化图像进行膨胀和腐蚀，得到高炉铁水特征图像。3.根据权利要求2所述的高炉出铁口状态监控方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括如下步骤S31：对每帧所述高炉铁水特征图像中的白色像素点进行累加，得到每帧所述高炉铁水特征图像中的所述铁水面积，并存储；S32：从每帧所述高炉铁水特征图像获取得到每帧所述高炉铁水特征图像中的所述时间参数，并存储。4.根据权利要求3所述的高炉出铁口状态监控方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括如下步骤S41：基于所述铁水面积得到所述高炉出铁口大小；S42：基于所述铁水面积进行阈值比较，判断高炉出铁口是否被打穿，并基于所述时间参数，计算得到高炉出铁口的所述打穿时间；S43：基于所述铁水面积和相对应的所述时间参数，计算得到高炉出铁口的所述出铁量；S44：基于所述打穿时间与位移编码器的位置值得到所述高炉出铁口深度；S45：基于所述高炉出铁口大小与所述高炉出铁口深度，计算得到高炉出铁口的所述炮泥填充量。5.一种高炉出铁口状态监控系统，应用如权利要求1至4任意一项所述的高炉出铁口状态监控方法，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块、图像分析模块和所述检测模块；2CN113122669A权利要求书2/2页所述图像采集模块用于采集高炉出铁口的图像数据，得到高炉出铁口图像；图像处理模块用于将所述高炉出铁口图像依次进行截取、形态学开操作、高斯模糊、K‑Means颜色聚类、灰度图转化、阈值分割以及形态学操作，得到高炉铁水特征图像；图像分析模块用于将所述高炉铁水特征图像进行图像数据分析，得到分析数据，所述分析数据包括每帧所述高炉铁水特征图像中的铁水面积及相