本申请实施例提供一种温度测量方法、装置及数字图像采集设备，所述方法包括：获取采集图像的自动曝光参数，其中，所述采集图像是由图像采集设备根据被测对象所辐射的光谱生成的；根据所述自动曝光参数确定所述被测对象的温度。本申请实施例改善了接触式测温的诸多弊端，同时克服了采用红外测量受阻的技术问题，导致红外测量受阻的原因包括：由于混入杂质等造成红外测温观测通道受阻或者由于工业现场震动造成的红外照射角度偏移很难矫正回位。采用本申请的实施例可以在远离被测对象的位置，对被测对象或者容纳被测对象的容器口等拍摄图像，基于图像的拍摄参数来确定被测对象温度，进而可以对被测对象的实时温度进行连续的非接触式的测量。
A temperature measurement method, device and digital image acquisition equipment
【技术实现步骤摘要】
一种温度测量方法、装置以及数字图像采集设备
本申请涉及温度测量领域，具体而言，涉及一种温度测量方法、装置以及数字图像采集设备。
技术介绍
温度测量是现代工业领域(例如，钢铁熔炼及铸造)的重要基础领域，关乎国计民生的方方面面。对于钢铁熔炼和铸造的分支领域废钢回炉重铸的基本产业流程是将废铁块投入高温熔炉熔化成钢水，然后投入浇注模具中直接制成气缸、连接轴等基本工业零件。在这个工业流程中对温度测量(例如，钢水的温度测量)有核心需求。例如，在钢水达到1480℃(需要测量的温度)左右要进行碳硅锰硫磷五大元素配比工作，在这个温度范围下元素配料的(高)吸收融合率和(低)烧蚀率达到相对最佳比例；以及钢水出炉温度控制在1540℃(需要测量的温度)可确保后续钢水转运和浇注工序顺畅，达到较低的钢水凝固回炉率和较高的熔炼能耗费效比。当前针对现代工业领域的测温手段较少，尤其针对钢水这类高温目标的温度测量手段较少。目前在产业一线上最常见的手段还是使用便携式测温仪这种基于热电偶的接触式测量方式，其他还有无线式测温仪实际上也是使用热电偶测温枪伸入钢水液面下然后数据发回无线终端。利用各种类型的测温棒进行接触式测量是冶炼产线上的主流测温方式，如钢水钢包测温装置等只是用机械设备替换人工来控制测温棒伸入了抽出。非接触式的高温物体测量方法目前极少应用到产业现场，例如测温原理是通过物体某一狭窄波长范围内发生的辐射能量来决定目标温度的大小的红外测温仪。本申请专利技术人在研发过程中发现，以热电偶为代表的接触式测量方法只能在工业生产(例如，整个金属熔炼)过程中进行温度测量采样，次数极少无法做到全程且实时的温度监测，而且每次温度采样都伴随着接触材料烧损，长期积累的测温耗材成本又进一步限制了工业生产(例如，金属熔炼)过程中的测温采样频率。而采样过程中工人必须接近被测温对象(例如，钢铁熔炼的炉口)是极大的安全隐患，即使以机械操作测温棒替代人工也伴随着安全风险和高昂的设备运行维护成本。红外测温相对来说安全系数高很多，但是面临问题包括：在生产过程中由于原料混入杂质熔炉炉口大量生成的粉尘烟雾会阻隔红外测温设备的观测通道；红外测温仪的观测通道容易被开关炉盖所遮挡，工业现场长期剧烈的震动造成照射角度偏移后很难矫正回位，且红外测温设备功能过于单一等。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种温度测量方法、装置以及数字图像采集设备，本申请实施例将计算机视觉技术拓展出新的测温用途，本申请实施例通过获取图像采集设备的自动曝光参数来确定被测对象的温度，据此能够帮助钢铁等金属熔铸或者其他需要温度测量的行业提升生产效率和安全保障。第一方面，本申请实施例提供一种温度测量方法，所述方法包括：获取采集图像的自动曝光参数，其中，所述采集图像是由图像采集设备根据被测对象所辐射的光谱生成的；根据所述自动曝光参数确定所述被测对象的温度。本申请实施例通过计算机视觉技术拓展出新的测温用途，通过自动曝光参数来确定被测对象的温度，补足了现有高温物体测温技术短板，据此能够帮助钢铁等金属熔铸行业提升生产效率和安全保障。本申请实施例采用非接触式远距离测量，使得高温损害和钢水飞溅的负面影响减低到最小，免除电偶等耗材成本，技术部署难度和成本均较低。在一些实施例中，所述获取采集图像的自动曝光参数，包括：获取图像的曝光时间；所述根据所述曝光参数确定所述被测对象的温度，包括：根据所述曝光时间确定所述被测对象的温度。本申请实施例改善了接触式测温的诸多弊端，同时克服了采用红外测量受阻的技术问题，导致红外测量受阻的原因包括：由于混入杂质等造成红外测温观测通道受阻或者由于工业现场震动造成的红外照射角度偏移很难矫正回位。采用本申请的实施例可以在远离被测对象(例如，被测对象为钢水时，可以在距离钢水的炉口5米之外)的位置，对被测对象或者容纳被测对象的容器口等拍摄图像，基于图像的拍摄曝光时间参数来确定被测对象温度，进而可以对被测对象的实时温度进行连续的非接触式的测量。在一些实施例中，所述方法还包括：获取第N帧图像；判断所述第N帧图像的曝光情况；根据所述曝光情况确定第N+1帧图像的曝光时间，以调整所述图像采集设备的曝光时间；所述获取图像的曝光时间，包括：当所确定的连续多帧图像的曝光时间相同时，获取所述曝光时间；其中，N为大于零的整数。本申请实施例可以通过反复多次调整图像的曝光时间，来确定稳定状态下的曝光时间值，进而根据稳定状态下的曝光时间值来计算被测对象温度，提高了根据曝光时间确定被测对象温度的准确度。在一些实施例中，所述判断所述第N帧图像的曝光情况，包括：根据所述第N帧图像的色域直方图，判断所述第N帧图像是否存在过曝光情况或曝光不足的情况；所述根据所述曝光情况确定第N+1帧图像的曝光时间，包括：当存在所述过曝光情况时，则减小所述第N帧图像的曝光时间，得到第N+1帧图像的曝光时间；当存在所述曝光不足的情况时，则增加所述第N帧图像的曝光时间，得到所述第N+1帧图像的曝光时间；当所述第N帧图像不存在所述过曝光情况且不存在所述曝光不足的情况时，则将所述第N帧图像的曝光时间确定为所述第N+1帧图像的曝光时间。本申请实施例提供了一种根据图像的色域直方图进行图像曝光情况识别的方法，并提供了各种曝光情况下对曝光参数值的调整方向，采用稳态时的曝光时间来计算被测温对象的温度可以提高温度测量的精度。在一些实施例中，所述根据所述第N帧图像的色域直方图，判断所述第N帧图像是否存在过曝光情况或曝光不足的情况，包括：根据设定的阈值像素值划分所述第N帧图像，得到目标色域直方图和背景色域直方图；当统计得到的所述目标色域直方图的所有像素的峰值大于或等于第一阈值，则判定所述第N帧图像存在过曝情况；当统计得到的所述目标色域直方图的所有像素的峰值小于第二阈值，且统计得到的所述背景色域直方图的所有像素的峰值小于第三阈值，则判定所述第N帧图像存在曝光不足情况。本申请实施例提供了一种根据目标色域直方图和背景色域直方图进行曝光情况识别的技术方案，能够快速的识别图像中存在的过曝光情况或者曝光不足的情况。在一些实施例中，所述判断所述第N帧图像的曝光情况之前，所述方法还包括：根据卷积算子对所述第N帧图像包含的干扰信息进行平滑过滤。本申请实施例通过过滤等方法来抑制拍摄图像中的烟尘火焰等干扰信息，可以提高测量结果的可靠性和准确性，同时图像采集设备(例如，相机)采集到的图像也可以输出给其他功能的软件系统或模块以提高硬件设备的泛用性，并且在长期使用镜头偏移后，工人可自己参考实时图像矫正镜头视角，系统维护更加便利。在一些实施例中，所述被测对象为钢水，所述图像为包含钢水的炉口图像；所述获取图像的曝光时间，包括：获取所述炉口图像的曝光时间；所述根据所述曝光时间确定所述被测对象的温度，包括：根据所述曝光时间确定所述钢水的温度。本申请实施例通过计算机视觉技术采用非接触式远距离测量，可以将高温损害和钢水飞溅的负面影响减低到最小，免除电偶等耗材成本，而且采用目前市面上常见的任何一种工业相机都可作为硬件载体，技术部本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种温度测量方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取采集图像的自动曝光参数，其中，所述采集图像是由图像采集设备根据被测对象所辐射的光谱生成的；/n根据所述自动曝光参数确定所述被测对象的温度。/n
【技术特征摘要】
1.一种温度测量方法，其特征在于，所述方法包括：
获取采集图像的自动曝光参数，其中，所述采集图像是由图像采集设备根据被测对象所辐射的光谱生成的；
根据所述自动曝光参数确定所述被测对象的温度。
2.如权利要求1所述的温度测量方法，其特征在于，
所述获取采集图像的自动曝光参数，包括：获取图像的曝光时间；
所述根据所述曝光参数确定所述被测对象的温度，包括：根据所述曝光时间确定所述被测对象的温度。
3.如权利要求2所述的温度测量方法，其特征在于，所述方法还包括：
获取第N帧图像；
判断所述第N帧图像的曝光情况；
根据所述曝光情况确定第N+1帧图像的曝光时间，以调整所述图像采集设备的曝光时间；
所述获取图像的曝光时间，包括：当所确定的连续多帧图像的曝光时间相同时，获取所述曝光时间；
其中，N为大于零的整数。
4.如权利要求3所述的温度测量方法，其特征在于，
所述判断所述第N帧图像的曝光情况，包括：根据所述第N帧图像的色域直方图，判断所述第N帧图像是否存在过曝光情况或曝光不足的情况；
所述根据所述曝光情况确定第N+1帧图像的曝光时间，包括：
当存在所述过曝光情况时，则减小所述第N帧图像的曝光时间，得到第N+1帧图像的曝光时间；
当存在所述曝光不足的情况时，则增加所述第N帧图像的曝光时间，得到所述第N+1帧图像的曝光时间；
当所述第N帧图像不存在所述过曝光情况且不存在所述曝光不足的情况时，则将所述第N帧图像的曝光时间确定为所述第N+1帧图像的曝光时间。
5.如权利要求4所述的温度测量方法，其特征在于，所述根据所述第N帧图像的色域直方图，判断所述第N帧图像是否存在过曝光情况或曝光不足的情况，包括：
根据设定的像素阈值划分所述第N帧图像，得到目标色域直方图和背景色域直方图；
当统计得到的所述目标色域直方图的所有像素的峰值大于或等于第一阈值，则判定所述第N帧图像存在过曝情况；
当统计得到的所述目标色域直方图的所有像素的峰值小于第二阈值，且统计得到的所述背景色域直方图的所有像素的峰值小于第三阈值，则判定所述第N帧图像存在曝光不足情况。
6.如权利要求3所述的温度测量方法，其特征在于，所述判断所述第N帧图像的曝光情况之前，所述方法还包括：根据卷积算子对所述第N帧图像包含的干扰信息进行平滑过滤。
7.如权利要求2所述的温度测量方法，其特征在于，所述被测对象为钢水，所述图像为包含钢水的炉口图像；
所述获取图像的曝光时间，包括：获取所述炉口图像的曝光时间；
所述根据所述曝光时间确定所述被测对象的温度，包括：根据所述曝光时间确定所述钢水的温度。
8.如权利要求2所述的温度...
【专利技术属性】
技术研发人员：张发恩，禹文扬，
申请(专利权)人：创新奇智北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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