一种圆盘造球机的生球粒径检测方法及系统技术方案

本申请公开了一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，包括：获取所述造球机的出球区域的原始图像信息；对于所述原始图像信息进行第一次图像处理，得到生球颗粒的边缘图像；对所述原始图像信息进行第二次图像处理，得到生球颗粒的标记图像；基于所述生球颗粒的边缘图像和所述生球颗粒的标记图像，进行第三次图像处理，得到生球颗粒的像素粒径；基于所述生球颗粒的像素粒径，及图像像素坐标与实际物理坐标之间的换算关系式，得到所述生球颗粒的实际粒径。该方法采用机器视觉的检测方法能够自动检测生球粒径，检测准确性高、效率高，并且安全，从而解决了人工检测费时费力、不准确等问题。此外本申请还公开了一种圆盘造球机的生球粒径检测系统。径检测系统。径检测系统。

【技术实现步骤摘要】
一种圆盘造球机的生球粒径检测方法及系统


[0001]本申请涉及圆盘造球机
，特别涉及一种圆盘造球机的生球粒径检测方法。此外，本申请还涉及一种圆盘造球机的生球粒径检测系统。

技术介绍

[0002]在钢铁冶金工业中，目前生球焙烧工艺方法主要是竖炉法、带式焙烧机法和链篦机-回转窑法。我国广泛采用链篦机-回转窑作为铁精矿生球生产线的主要方法。造球工序是铁精矿生球生产线的重要工序，生球质量及产量的稳定和提高主要依赖于造球工序，造球机是造球工序中的核心设备。
[0003]圆盘造球机倾斜一定角度并通过自身旋转，使物料滚动成球，而且能对球产生一定的压实力，达到一定的强度，再根据颗粒大小自动分级原理，排出尺寸合格的生球。造球机出球稳定后，所需的给料量基本上与排出的生球量相等。
[0004]造球机的成球率是造球工序的关键参数，在保证生球质量的前提下，成球率越高，生球的产量也就越高，并且会大大节省各种能耗和设备损耗，降低了企业的生产成本。
[0005]通过识别出圆盘造球机的出球区的生球粒径及对应的数量，可以计算出成球率，因此识别出生球粒径的分布信息，并通过调整圆盘造球机的加水量等运行参数，使得生球颗粒的粒径分布在合理的范围(一般是直径8mm-16mm)，可以极大的提高圆盘造球机的成球率。
[0006]目前生球的粒径识别，都是通过人工取样筛分法，即从造球机的出球区，获取一批生球，然后利用几种不同规格的筛子，筛出不合格的生球和合格的生球，然后计算生球的总重量，以及合格生球的重量，来计算出该台造球机的成球率。
[0007]采用人工筛分，识别出生球粒径及相应数量，来计算造球机的成球率方法，费时费力，检测效率低，实时性低，生球颗粒硬度低，筛分过程中易碎造成测量不准确，其检测结果不能用于造球机的造球实时控制，只能作为一个参考值，且生产现场的高噪音、强粉尘的恶劣工作环境不利于操作工人的身体健康。

技术实现思路

[0008]本申请要要解决的技术问题为提供一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，该方法采用机器视觉的检测方法能够自动检测生球粒径，检测准确性高、效率高，并且安全。从而解决了人工检测导致的费时费力、不准确、不安全等问题。此外本申请另一个要解决的技术问题为提供一种圆盘造球机的生球粒径检测系统。
[0009]为解决上述技术问题，本申请还提供一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，包括：
[0010]获取所述造球机的出球区域的原始图像信息；
[0011]对于所述原始图像信息进行第一次图像处理，得到生球颗粒的边缘图像；
[0012]对所述原始图像信息进行第二次图像处理，得到生球颗粒的标记图像；
[0013]基于所述生球颗粒的边缘图像和所述生球颗粒的标记图像，进行第三次图像处
理，得到生球颗粒的像素粒径；
[0014]基于所述生球颗粒的像素粒径，及图像像素坐标与实际物理坐标之间的换算关系式，得到所述生球颗粒的实际粒径。
[0015]可选的，所述第一次图像处理包括如下步骤：
[0016]对所述原始图像信息进行灰度处理，得到灰度图像；
[0017]对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像；
[0018]对所述二值化图像进行边缘算子提取，得到所述生球颗粒的边缘图像。
[0019]可选的，
[0020]所述对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像的步骤，包括：
[0021]采用自适应阈值分割得到二值图像；遍历所述灰度图像，将当前像素点的灰度值与其邻域灰度均值做比较，若当前像素点灰度值小于邻域灰度均值，则将当前像素点灰度值设置为255，反之设置为0；
[0022]所述对所述二值化图像进行边缘算子提取，得到所述生球颗粒的边缘图像的步骤，包括：
[0023]遍历所述二值化图像，计算当前像素点的灰度梯度，若该梯度大于预定的阈值则将该当前像素点认定为边缘点，反之，则不是边缘点；
[0024]所述灰度梯度为当前像素点在图像坐标系中的X方向和Y方向的变化绝对值之和。
[0025]可选的，
[0026]所述第二次图像处理包括如下步骤：
[0027]对所述原始图像信息进行灰度处理，得到灰度图像；
[0028]对所述灰度图像进行第一次形态学重建，得到第一次形态学重建图像；
[0029]对所述第一次形态学重建图像进行第二次形态学重建图像，得到第二次形态学重建图像；
[0030]对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像；
[0031]基于所述第二次形态学重建图像和所述二值化图像，得到所述生球颗粒的标记图像。
[0032]可选的，
[0033]所述第三次图像处理包括如下步骤：
[0034]基于所述生球颗粒的边缘图像和所述生球颗粒的标记图像，通过圆周扫描法获得实际生球颗粒的边缘点；
[0035]对所述实际生球颗粒的边缘点，采用最小二乘法进行圆拟合，得到所述生球颗粒的像素粒径。
[0036]可选的，
[0037]所述通过圆周扫描法获得实际生球颗粒的边缘点的步骤，包括：
[0038]在图像坐标系中，以标记点中心为搜索起点，分别沿着X轴正反两个反向、Y轴正反两个方向及XY轴两个斜对角方向搜索边缘点，搜索得到的边缘点，便认定为是实际的生球边缘点。
[0039]可选的，
[0040]在进行所述第三次图像处理之前，还包括如下步骤：
[0041]对所述原始图像信息进行滤波处理，得到滤波图像；
[0042]对所述滤波图像进行二值化处理，得到二值化图像；
[0043]检测所述二值化图像是否存在重叠生球颗粒区域；
[0044]如果是，则对所述重叠生球颗粒区域进行第四次图像处理；
[0045]如果否，则进行所述第三次图像处理。
[0046]可选的，
[0047]所述第四次图像处理包括如下步骤：
[0048]基于所述二值化图像，确定重叠生球颗粒区域中单个生球颗粒的数量；
[0049]通过高斯混合模型的建立和求解，对所述重叠生球颗粒区域进行单个生球颗粒分割；
[0050]对于分割后的单个生球颗粒图像，进行圆拟合，实现生球颗粒轮廓重构。
[0051]可选的，
[0052]所述基于所述二值化图像，确定重叠生球颗粒区域中单个生球颗粒的数量的步骤，包括：
[0053]通过确定所述重叠生球颗粒区域中存在的中心亮度区域的数量，来确定单个生球颗粒的数量。
[0054]可选的，
[0055]所述通过高斯混合模型的建立和求解，对所述重叠生球颗粒区域进行单个生球颗粒分割的步骤，包括：
[0056]对所述重叠区域的生球颗粒图像取反操作，并进行欧氏距离变化，得到所述重叠生球区域的距离变换二维图像；
[0057]基于所述距离变换二维图像，得到所述重叠生球颗粒区域的距离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，包括：获取所述造球机的出球区域的原始图像信息；对于所述原始图像信息进行第一次图像处理，得到生球颗粒的边缘图像；对所述原始图像信息进行第二次图像处理，得到生球颗粒的标记图像；基于所述生球颗粒的边缘图像和所述生球颗粒的标记图像，进行第三次图像处理，得到生球颗粒的像素粒径；基于所述生球颗粒的像素粒径，及图像像素坐标与实际物理坐标之间的换算关系式，得到所述生球颗粒的实际粒径。2.如权利要求1所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述第一次图像处理包括如下步骤：对所述原始图像信息进行灰度处理，得到灰度图像；对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像；对所述二值化图像进行边缘算子提取，得到所述生球颗粒的边缘图像。3.如权利要求2所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像的步骤，包括：采用自适应阈值分割得到二值图像；遍历所述灰度图像，将当前像素点的灰度值与其邻域灰度均值做比较，若当前像素点灰度值小于邻域灰度均值，则将当前像素点灰度值设置为255，反之设置为0；所述对所述二值化图像进行边缘算子提取，得到所述生球颗粒的边缘图像的步骤，包括：遍历所述二值化图像，计算当前像素点的灰度梯度，若该梯度大于预定的阈值则将该当前像素点认定为边缘点，反之，则不是边缘点；所述灰度梯度为当前像素点在图像坐标系中的X方向和Y方向的变化绝对值之和。4.如权利要求1所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述第二次图像处理包括如下步骤：对所述原始图像信息进行灰度处理，得到灰度图像；对所述灰度图像进行第一次形态学重建，得到第一次形态学重建图像；对所述第一次形态学重建图像进行第二次形态学重建图像，得到第二次形态学重建图像；对所述灰度图像进行图像阈值分割，得到区分生球和背景的二值化图像；基于所述第二次形态学重建图像和所述二值化图像，得到所述生球颗粒的标记图像。5.如权利要求1所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述第三次图像处理包括如下步骤：基于所述生球颗粒的边缘图像和所述生球颗粒的标记图像，通过圆周扫描法获得实际生球颗粒的边缘点；对所述实际生球颗粒的边缘点，采用最小二乘法进行圆拟合，得到所述生球颗粒的像素粒径。6.如权利要求5所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述通过圆周扫描法获得实际生球颗粒的边缘点的步骤，包括：
在图像坐标系中，以标记点中心为搜索起点，分别沿着X轴正反两个反向、Y轴正反两个方向及XY轴两个斜对角方向搜索边缘点，搜索得到的边缘点，便认定为是实际的生球边缘点。7.如权利要求6所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，在进行所述第三次图像处理之前，还包括如下步骤：对所述原始图像信息进行滤波处理，得到滤波图像；对所述滤波图像进行二值化处理，得到二值化图像；检测所述二值化图像是否存在重叠生球颗粒区域；如果是，则对所述重叠生球颗粒区域进行第四次图像处理；如果否，则进行所述第三次图像处理。8.如权利要求7所述的一种圆盘造球机的生球粒径检测方法，其特征在于，所述第四次图像处理包括如下步骤：基于所述二值化图像，确定重叠生球颗粒区域中单个生球颗粒的数量；通过高斯混合模型的建立和求解，对所述重叠生球颗粒区域的进行单个颗粒分割；对于分割后的单个生球颗粒图像，进行圆拟合，实现生球轮廓重构。9.如权利要求8所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小信，李宗平，
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：