一种烧结机的台车箅条图像摄取方法及系统技术方案

本申请公开了一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，所述图像摄取方法包括如下步骤：对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。该方法的设计能够提取出有效的箅条图像，从而非常方便的完成了对箅条全局图像的拼接。

A method and system of image acquisition for grate bar of sintering machine

【技术实现步骤摘要】
一种烧结机的台车箅条图像摄取方法及系统
本申请涉及烧结机
，特别涉及一种烧结机的台车箅条图像摄取方法。此外，本申请还涉及一种烧结机的台车箅条图像摄取系统。
技术介绍
烧结是将各种粉状含铁原料配入适量的燃料、溶剂和水经过混合和造球后再烧结设备上使物料发生一系列物理化学变化，将矿粉颗粒粘结成块的过程。烧结作业是烧结生产的中心环节，它包括布料、点火和烧结等主要工序，烧结作业中的关键设备就是烧结机。请参考图1，图1为现有技术中一种烧结机的结构示意图。如图1所示，烧结机包括台车101、炉缸层物料仓102、烧结混料仓103、点火炉104、头部星轮105、尾部星轮106、烧结矿破碎机107、风箱108及抽风机109等。带式烧结机是由头尾星轮带动的装有混合料的台车并配有点火、抽风装置的烧结机械装备。台车是首尾相连在封闭的轨道上连续运行的，如图1中上下两层的轨道上铺满了台车，一个烧结机包含上百个台车。含铁混合料通过给料装置下料到台车上后，点火装置将表面物料点燃，台车底部下方有一系列风箱，风箱一端为大型抽风机，通过抽风使台车装满的物料从表面向台车底部逐渐燃烧。在台车上铺设有箅条。烧结机箅条作为台车的重要组成部件，箅条出现故障后可能导致漏料、透气性不佳等情况，因此其状态的好坏直接影响烧结的生产的正常运行和烧结质量的好坏。箅条就是固定在台车横梁上，用来承载物料并保证烧结反应的透气性。由于烧结台车是24h不间断运行，在矿物重量、抽风负压以及反复高温作用下，箅条容易损坏，箅条损坏后导致的不利影响有：第一、箅条缺失。箅条断裂脱落后，会增加单排箅条的间隙宽度，当间隙过大时烧结混合料会从间隙孔中落入烟道，使料面形成“老鼠洞”。2)箅条倾斜。箅条倾斜程度受箅条磨损和缺失的影响，当箅条倾斜过度时，箅条将无法卡在台车本体上，形成大面积脱落。3)箅条间隙糊堵。烧结矿料堵塞在箅条间隙，大面积堵塞使得烧结反应的透气性变差，影响烧结矿质量。此外，由于具有两个相机，因而需要对图像进行拼接，在拼接时，选取有效的包括大部分箅条的图像，也是一个急需解决的问题。
技术实现思路
本申请要解决的技术问题为提供一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，该方法的设计能够提取出有效的箅条图像，从而非常方便的完成了对箅条全局图像的拼接。此外，本申请还提供一种一种烧结机的台车箅条图像摄取系统。为解决上述技术问题，本申请提供一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，所述图像摄取方法包括如下步骤：对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。可选的，所述图像摄取方法还包括如下步骤：通过如下公式求得各排轮廓值的平均值：可选的，所述图像摄取方法还包括如下步骤：通过如下公式求得各排轮廓值的均方差：可选的，所述图像摄取方法还包括：采用深度学习算法提取箅条的四个角点，进行全景图粗定位，基于角点再进行透视变换，从而展平图像。可选的，所述图像摄取方法还包括：训练深度学习网络，得到深度网络模型：通过手动标定训练样本，标定样本保证角点位于预测框的中心，并根据预测框的大小得到角点的坐标值。可选的，所述图像摄取方法还包括：测试时，将全景图粗定位的四个角点图像输入训练好的深度网络模型，得到角点在预测框中的坐标(X,Y)，根据如下转换公式，得到角点在原图中的坐标值：左上角C_lt：(X+mg,Y)左下角C_lb：(X+mg,H-sq+Y)右上角C_rt：(W-mg-sq+X,Y)右下角C_rb：(W-mg-sq+X,H-sq+Y)其中，H表示原图的长，W表示原图的宽，mg表示距离左右边缘的距离，sq表示预测框的长宽。可选的，所述图像摄取方法还包括：基于四个角点在原图中的坐标值，采用如下四点透视变换对图像进行展平，透视变换公式为：其中，为透视变换矩阵，为已知的需要移动的点，为转换后的目标点。可选的，取方法还包括：已知四个角点的坐标值，对如下透视变换矩阵进行计算，得到其值：。此外，为解决上述技术问题，本申请还提供一种烧结机的台车箅条图像摄取系统，所述图像摄取系统包括：ROI提取单元，用于对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；分割单元，用于将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；外轮廓提取单元，用于将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；判断单元，对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。可选的，所述图像摄取系统还包括：深度学习变换单元，用于采用深度学习算法提取箅条的四个角点，进行全景图粗定位，基于角点再进行透视变换，从而展平图像；所述深度学习变换单元包括：深度网络模型子单元，用于训练深度学习网络，得到深度网络模型：通过手动标定训练样本，标定样本保证角点位于预测框的中心，并根据预测框的大小得到角点的坐标值。在本申请一种实施例中，本申请提供的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，所述图像摄取方法包括如下步骤：对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。该方法的设计能够提取出有效的箅条图像，从而非常方便的完成了对箅条全局图像的拼接。附图说明图1为现有技术中一种烧结机的结构示意图；图2为本申请一种实施例中一种烧结机的台车箅条图像摄取方法的功能框图；图3为本申请中烧结机的部分结构示意图；图3-1为本申请一种实施例中一种烧结机的台车箅条图像摄取方法的逻辑流程图；图4为箅条图像摄取装置获取的无效ROI图和有效ROI图的对比图；图5为本申请一种实施例拼接好的全局图片示意图；图6为本申请一种实施例中角点定位流程图；图7为在图5的基础上角点的图像位置示意图；图8为裁剪后的图像示意图；图9为手动标定方式的图像示意图；图10为角点检测结果的示意图；图11台本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法包括如下步骤：/n对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；/n将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；/n将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；/n对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。/n

【技术特征摘要】
1.一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法包括如下步骤：
对采集的箅条图像进行ROI提取，得到ROI提取后的图像；
将所述ROI提取后图像分割为与箅条排数相等的若干部分；
将分割后的每一排的图像进行外轮廓提取；
对提取的轮廓大小进行判断，构成轮廓的像素点数大于或等于设定阈值时，则判定为箅条外轮廓，若构成轮廓的像素点的数量小于设定阈值，则判定认为是图像中其他纹理变化形成的轮廓，为无效轮廓；统计每个子区域内符合条件的轮廓数量。


2.如权利要求1所述的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法还包括如下步骤：
通过如下公式求得各排轮廓值的平均值：





3.如权利要求2所述的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法还包括如下步骤：
通过如下公式求得各排轮廓值的均方差：





4.如权利要求1-3任一项所述的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法还包括：
采用深度学习算法提取箅条的四个角点，进行全景图粗定位，基于角点再进行透视变换，从而展平图像。


5.如权利要求4所述的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法还包括：
训练深度学习网络，得到深度网络模型：
通过手动标定训练样本，标定样本保证角点位于预测框的中心，并根据预测框的大小得到角点的坐标值。


6.如权利要求5所述的一种烧结机的台车箅条图像摄取方法，其特征在于，所述图像摄取方法还包括：
测试时，将全景图粗定位的四个角点图像输入训练好的深度网络模型，得到角点在预测框中的坐标(X,Y)，根据如下转换公式，得到角点在原图中的坐标值：
左上角C_lt：(X+mg,Y)
左下角C_lb：(X+mg,H-sq+Y)
右上角...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗平，廖婷婷，李曦，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43