一种基于图像识别的煤粉流速测量方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种基于图像识别的煤粉流速测量方法及相关设备，用于测量风粉管内的煤粉流速。该方法包括：获取目标管道内第一时刻的第一煤粉颗粒图像以及第二时刻的第二煤粉颗粒图像；对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像；对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移；计算所述第一时刻与所述第二时刻之间的时刻差值；根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速。

【技术实现步骤摘要】
一种基于图像识别的煤粉流速测量方法及装置
本专利技术涉及火力发电领域，特别涉及一种基于图像识别的煤粉流速测量方法及装置。
技术介绍
火力发电厂机组一次风粉管内的煤粉流速是电厂锅炉稳定和经济运行的重要参数。合理而均衡的煤粉流速对于电厂机组的正常运行具有重要意义。目前国内火电机组锅炉的制粉系统正压直吹式送粉系统较多，其一次风管道中煤粉的流速直接关系着发电机组锅炉燃烧系统的安全性、稳定性、效率以及环保参数，特别对于四角布置直流燃烧器的切圆燃烧锅炉。如果各煤粉管道煤粉流速存在差异，将使得炉膛热负荷分布不均，能使火焰中心偏斜，从而导致燃烧不稳定，污染物排放量增加等一系列问题。
技术实现思路
本专利技术实施例提供了一种基于图像识别的煤粉流速测量方法及基于图像识别的煤粉流速测量装置，用于测量风粉管内的煤粉流速。本专利技术实施例第一方面提供了一种基于图像识别的煤粉流速测量方法，具体包括：获取目标管道内第一时刻的第一煤粉颗粒图像以及第二时刻的第二煤粉颗粒图像，所述目标管道为待测量煤粉流速的管道，所述第二时刻晚于所述第一时刻，所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像为预设规格的图像，且所述第一煤粉颗粒图像与所述第二煤粉颗粒图像为相邻两帧的煤粉颗粒图像；对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像，所述第一煤粉颗粒图像与所述第三煤粉颗粒图像相对应，所述第二煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像相对应；对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移；计算所述第一时刻与所述第二时刻之间的时刻差值；根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速。可选地，所述对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移包括：从所述第三煤粉颗粒图像中确定目标定窗口；从所述第四煤粉颗粒图像中确定目标动窗口，所述目标动窗口与所述目标定窗口的长度相同；通过如下公式确定所述目标定窗口与所述目标动窗口对应的目标互相关函数：R(m，n)＝FFT-1[P(ωm，ωn)]，所述R(m，n)为目标互相关函数，所述P(ωm，ωn)频域内的能量谱函数，所述FFT-1为傅里叶反变换，其中，P(ωm，ωn)＝F*(ωm，ωn)*G(ωm，ωn)，所述F*(ωm，ωn)为F(ωm，ωn)的共轭，所述F(ωm，ωn)以及所述G(ωm，ωn)为所述目标定窗口以及所述目标动窗口中的相同位置(m，n)的傅里叶变换；通过如下公式确定所述目标互相关函数的最大值：R(Δx，Δy)＝max(R(m，n))，所述Δx为所述相同位置(m，n)沿长度方向的位移，所述Δy为所述相同位置(m，n)在宽度的位移；基于所述目标互相关函数的最大值通过如下公式计算所述目标位移：所述Δs为所述目标位移。可选地，所述根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速包括：通过如下公式计算所述目标流速：其中，所述v为所述目标流速，所述k为预设的流速系数，所述Δs为所述目标位移，所述Δt为所述时刻差值；可选地，所述根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速之后，所述方法还包括：获取第一流速，所述第一流速为对所述目标管道内的煤粉的流速进行实际测量得到的煤粉流速；对所述第一煤粉流速以及所述目标煤粉流速进行分析，以对所述k进行校正。可选地，所述对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像包括：对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行直方图均衡化处理，以得到处理后的所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像；对处理后的所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行平滑滤波处理，以得到所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像。可选地，所述根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速之后，所述方法还包括：将所述目标流速进行输出。本专利技术实施例第二方面提供了一种基于图像识别的煤粉流速测量装置，包括：第一获取单元，用于获取目标管道内第一时刻的第一煤粉颗粒图像以及第二时刻的第二煤粉颗粒图像，所述目标管道为待测量煤粉流速的管道，所述第二时刻晚于所述第一时刻，所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像为预设规格的图像，且所述第一煤粉颗粒图像与所述第二煤粉颗粒图像为相邻两帧的煤粉颗粒图像；图像增强单元，用于对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像，所述第一煤粉颗粒图像与所述第三煤粉颗粒图像相对应，所述第二煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像相对应；计算单元，用于对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移；所述计算单元，还用于计算所述第一时刻与所述第二时刻之间的时刻差值；确定单元，用于根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速。可选地，所述计算单元具体用于：从所述第三煤粉颗粒图像中确定目标定窗口；从所述第四煤粉颗粒图像中确定目标动窗口，所述目标动窗口与所述目标定窗口的长度相同；通过如下公式确定所述目标定窗口与所述目标动窗口对应的目标互相关函数：R(m，n)＝FFT-1[P(ωm，ωn)]，所述R(m，n)为目标互相关函数，所述P(ωm，ωn)频域内的能量谱函数，所述FFT-1为傅里叶反变换，其中，P(ωm，ωn)＝F*(ωm，ωn)*G(ωm，ωn)，所述F*(ωm，ωn)为F(ωm，ωn)的共轭，所述F(ωm，ωn)以及所述G(ωm，ωn)为所述目标定窗口以及所述目标动窗口中的相同位置(m，n)的傅里叶变换；通过如下公式确定所述目标互相关函数的最大值：R(Δx，Δy)＝max(R(m，n))，所述Δx为所述相同位置(m，n)沿长度方向的位移，所述Δy为所述相同位置(m，n)在宽度的位移；基于所述目标互相关函数的最大值通过如下公式计算所述目标位移：所述Δs为所述目标位移。可选地，所述确定单元具体用于：通过如下公式计算所述目标流速：其中，所述v为所述目标流速，所述k为预设的流速系数，所述Δs为所述目标位移，所述Δt为所述时刻差值；可选地，所述装置还包括：第二获取单元，用于获取第一流速，所述第一流速为对所述目标管道内的煤粉的流速进行实际测量得到的煤粉流速；校正单元，用于对所述第一煤粉流速以及所述目标煤粉流速进行分析，以对所述k进行校正。可选地，所述图像增强单元具体用于：对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行直方图均衡化处理，以得到处理后的所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像；对处理后的所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行平滑滤波处理，以得到所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像。可选地，所述装置还包括：输出单元，用于将所述目标流速进行输出。本专利技术实施例第三方面提供了一种处理器，所述处理器用于运行计算机程序，所述计算机程序运行时执行如上述各方面所述方法的步骤。本专利技术实施例第四方面提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于图像识别的基于图像识别的煤粉流速测量方法，其特征在于，包括：获取目标管道内第一时刻的第一煤粉颗粒图像以及第二时刻的第二煤粉颗粒图像，所述目标管道为待测量煤粉流速的管道，所述第二时刻晚于所述第一时刻，所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像为预设规格的图像，且所述第一煤粉颗粒图像与所述第二煤粉颗粒图像为相邻两帧的煤粉颗粒图像；对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像，所述第一煤粉颗粒图像与所述第三煤粉颗粒图像相对应，所述第二煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像相对应；对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移；计算所述第一时刻与所述第二时刻之间的时刻差值；根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速。

【技术特征摘要】
1.一种基于图像识别的基于图像识别的煤粉流速测量方法，其特征在于，包括：获取目标管道内第一时刻的第一煤粉颗粒图像以及第二时刻的第二煤粉颗粒图像，所述目标管道为待测量煤粉流速的管道，所述第二时刻晚于所述第一时刻，所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像为预设规格的图像，且所述第一煤粉颗粒图像与所述第二煤粉颗粒图像为相邻两帧的煤粉颗粒图像；对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以及第四煤粉颗粒图像，所述第一煤粉颗粒图像与所述第三煤粉颗粒图像相对应，所述第二煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像相对应；对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移；计算所述第一时刻与所述第二时刻之间的时刻差值；根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第三煤粉颗粒图像以及所述第四煤粉颗粒图像进行互相关运算，以确定所述第三煤粉颗粒图像与所述第四煤粉颗粒图像之间的目标位移包括：从所述第三煤粉颗粒图像中确定目标定窗口；从所述第四煤粉颗粒图像中确定目标动窗口，所述目标动窗口与所述目标定窗口的长度相同；通过如下公式确定所述目标定窗口与所述目标动窗口对应的目标互相关函数：R(m，n)＝FFT-1[P(ωm，ωn)]，所述R(m，n)为目标互相关函数，所述P(ωm，ωn)频域内的能量谱函数，所述FFT-1为傅里叶反变换，其中，P(ωm，ωn)＝F*(ωm，ωn)*G(ωm，ωn)，所述F*(ωm，ωn)为F(ωm，ωn)的共轭，所述F(ωm，ωn)以及所述G(ωm，ωn)为所述目标定窗口以及所述目标动窗口中的相同位置(m，n)的傅里叶变换；通过如下公式确定所述目标互相关函数的最大值：R(Δx，Δy)＝max(R(m，n))，所述Δx为所述相同位置(m，n)沿长度方向的位移，所述Δy为所述相同位置(m，n)在宽度的位移；基于所述目标互相关函数的最大值通过如下公式计算所述目标位移：所述Δs为所述目标位移。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速包括：通过如下公式计算所述目标流速：其中，所述v为所述目标流速，所述k为预设的流速系数，所述Δs为所述目标位移，所述Δt为所述时刻差值。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标位移以及所述时刻差值确定所述目标管道内的煤粉的目标流速之后，所述方法还包括：获取第一流速，所述第一流速为对所述目标管道内的煤粉的流速进行实际测量得到的煤粉流速；对所述第一煤粉流速以及所述目标煤粉流速进行分析，以对所述k进行校正。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述第一煤粉颗粒图像以及所述第二煤粉颗粒图像进行图像增强，以得到第三煤粉颗粒图像以...

【专利技术属性】
技术研发人员：段松涛，朱峰，毛睿，黄永志，郭为民，李炳楠，李冰，高志刚，王宏伟，
申请(专利权)人：润电能源科学技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41