非接触式熔融金属溶液温度连续检测方法及系统.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CN106017691A(43)申请公布日2016.10.12(21)申请号201610296938.1(22)申请日2016.05.06(71)申请人中南大学地址410083湖南省长沙市岳麓区麓山南路932号(72)发明人蒋朝辉潘冬桂卫华阳春华谢永芳张海峰(74)专利代理机构北京路浩知识产权代理有限公司11002代理人李相雨(51)Int.Cl.G01J5/00(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图2页(54)发明名称非接触式熔融金属溶液温度连续检测方法及系统(57)摘要本发明提供一种非接触式熔融金属溶液温度连续检测方法及系统，其中，方法包括：获取非制冷焦平面红外热像仪间隔预设时间段透过高炉沟道上方安全罩的开口对熔融金属溶液进行拍摄而获得的红外热图像；对红外热图像进行处理，确定处理后得到的灰度图中的感兴趣区域ROI，ROI为灰度图中未被氧化膜覆盖的熔融金属溶液部分；获取ROI中所有像素点对应的温度信息；根据熔融金属溶液的实际温度阈值，对ROI中的所有像素点进行选择；根据选择后ROI保留的像素点对应的温度信息，建立温度值提取模型，获得熔融金属溶液的温度值。本发明能实现对熔融金属溶液快速、在线、实时、连续准确的测温。CN106017691ACN106017691A权利要求书1/3页1.一种非接触式熔融金属溶液温度连续检测方法，其特征在于，包括：获取非制冷焦平面红外热像仪间隔预设时间段透过高炉沟道上方安全罩的开口对熔融金属溶液进行拍摄而获得的红外热图像；对所述红外热图像进行处理，确定处理后得到的灰度图中的感兴趣区域ROI，所述ROI为所述灰度图中未被氧化膜覆盖的熔融金属溶液部分；获取所述ROI中所有像素点对应的温度信息；根据熔融金属溶液的实际温度阈值，对所述感兴趣区域ROI中的所有像素点进行选择；根据选择后所述ROI保留的像素点对应的温度信息，建立温度值提取模型，获得熔融金属溶液的温度值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述红外热图像进行处理，确定处理后得到的灰度图中的感兴趣区域ROI，包括：对所述红外热图像进行灰度化处理；对灰度化处理后获得的灰度图进行边缘检测，确定所述灰度图中安全罩的开口的边界；根据所确定的开口的边界，利用Hough变换，确定所述灰度图中安全罩的开口的4条边界直线；根据所确定的4条边界直线的坐标，对所确定的4条边界直线进行线性拟合，得到线段AB、BC、CD、AD和由这4条线段构成的四边形ABCD；根据AB、BC、CD、AD的直线方程，确定点A、B、C、D的坐标；通过预设几何变换规则，确定所述四边形ABCD中的目标区域，所述目标区域包括：氧化膜部分和未被氧化膜覆盖的熔融金属溶液部分；对所述目标区域进行灰度阈值分割，获得感兴趣区域ROI。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述红外热图像进行灰度化处理，包括：利用第一公式，对所述红外热图像各个像素点的RGB三分量进行加权平均处理，获得灰度化处理后的灰度图；其中，所述第一公式为：I＝0.2989*R+0.5870*G+0.1140*B，R，G，B分别为所述红外热图像中像素点的红、绿、蓝三种颜色分量值，I为灰度化处理后的像素点。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对灰度化处理后获得的灰度图进行边缘检测，确定所述灰度图中安全罩的开口的边界，包括：利用canny算子对灰度化处理后获得的灰度图进行边缘检测，确定所述灰度图中安全罩的开口的边界。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过预设几何变换规则，确定所述四边形ABCD中的目标区域，包括：过点B做水平线BB1交CD于点B1；过点A做垂直线AA1交BB1于A1；过点B1做垂直线B1B2交AD于B2；2CN106017691A权利要求书2/3页过点B2做水平线B2B3交AA1于B3；依次连接点A1、B1、B2和B3，得到矩形A1B1B2B3，所述矩形A1B1B2B3为目标区域。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述目标区域进行灰度阈值分割，获得感兴趣区域ROI，包括：利用第二公式，对所述目标区域进行灰度阈值分割，获得感兴趣区域ROI；其中，所述第二公式为：其中，g(i,j)为所述目标区域中的像素点，i和j均为正整数，gth为通过预设规则选取的灰度阈值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设规则，包括：在目标区域的同一水平方向上，设gi+1为像素点i+1的灰度值，gi为像素点i的灰度值，这两个相邻像素点之间的灰度值之差为Δg＝|gi+1-gi|；若Δg＞10，则这两个相邻像素点间发生突变，设gI为这两个像素点中较小的灰度值，选择所有gI中的最大值作为灰度阈值gth。8.根据权利