一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法及装置制造方法及图纸

一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法，包括以下步骤：确定待检测波纹管视频帧图像的ROI区域；通过对ROI区域像素点进行检测，判定波纹管是否发生位移运动；统计波纹管发生位移运动的次数。本发明专利技术实施例提供的波纹管位移次数检测方法及装置，通过对实时采集到的工况下波纹管的视频帧图像进行分析，统计波纹管位移次数，给现场工作人员提供参考，使波纹管膨胀节失稳压力的安全系数增加，降低了波纹管膨胀节失稳的可能性，提高了检测效率，避免了波纹管膨胀节疲劳损坏导致的安全隐患。管膨胀节疲劳损坏导致的安全隐患。管膨胀节疲劳损坏导致的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法及装置


[0001]本专利技术属于机器视觉识别
，涉及一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法。

技术介绍

[0002]波纹管作为常用的一种管道构件，起到补偿管道热胀冷缩、不均匀沉降变形、减振的作用，在冶金、电力、石化等流程企业中应用广泛。由于膨胀节特殊的功能需求，波纹管膨胀节的厚度通常设计的很薄，在往复周期荷载的作用下反复产生“膨胀
‑
收缩”的位移运动，极易发生疲劳破坏，进而导致输送介质的泄漏，威胁生命财产安全。
[0003]目前，高炉布料器波纹管膨胀节疲劳损坏故障仍是工厂重要关注的问题，由于波纹管“膨胀
‑
收缩”过程具有位移距离不确定、位移动作速度慢、位移过程非匀速且伴随有间歇性和跳动性现象、疲劳损失周期长等特点，现有技术难以对波纹管的位移次数进行准确地计数统计，因而也就难以评价其疲劳损伤程度，无法对波纹管健康状态作出估计或预判。一旦波纹管发生疲劳损坏，轻则损坏周围设备，重则会使管内煤气泄漏，危及现场工作人员的生命安全。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例提供一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法，用于解决现有技术中的上述技术问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0006]一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法，包括以下步骤：(S1)确定待检测波纹管视频帧图像的ROI区域；(S2)通过对ROI区域像素点进行检测，判定波纹管是否发生位移运动；(S3)统计波纹管发生位移运动的次数。
[0007]进一步，所述步骤S1中采用的方法为：(S1.1)获取待检测工况下波纹管视频帧图像；(S1.2)去除波纹管视频帧图像的背景；(S1.3)将帧图像分割成多个ROI。
[0008]进一步，所述步骤S2中采用的方法为：(S2.1)统计每个ROI二值图中位移像素点数量，获得每个ROI位移像素点数量随时间变化的关系；(S2.2)取一定时长或固定帧数，计算该时长或帧数内每个ROI位移像素点数量数据的方差，并取方差倒数；(S2.3)通过sotfmax分类器，对每个ROI进行权重分配；(S2.4)根据所述权重，逐帧获得每一帧中多个ROI的加权平均位移像素点数量；(S2.5)若多个ROI的加权平均位移像素点数量超过第一阈值，则判定波纹管产生位移运动，反之则判定波纹管未产生位移运动。
[0009]进一步，所述步骤S3中采用的方法为：(S3.1)计算并设定波纹管位移计数时间间隔；(S3.2)判定波纹管产生位移的时长或帧数是否达到阈值，若是，转下一步；(S3.3)统计判定波纹管位移帧数量，获得波纹管位移次数。
[0010]进一步，所述步骤S3.1中采用的方法为：记t
n
为波纹管位移次数计数的上个一结束时间点，记t
n+1
为当前波纹管位移计数时间点；计算t
n
时间点到t
n+1
时间点的帧数，记为：n
t
＝(t
n+1
‑
t
n
)
×
fps，其中，fps为视频的帧率；将n
t
帧时刻的加权平均位移像素点数量与设定的阈值进行比较：若小于阈值，则判定t
n+1
为当前波纹管位移计数时间点可行，并设定t
N
＝t
n+1
‑
t
n
为波纹管位移计数时间间隔；若大于阈值，则判定该帧为波纹管位移运动过程；设定t
N
＝(t
n+1
‑
t1)
‑
t
n
，其中，t1为波纹管一个位移运动周期的典型时长；再次将n
t
帧时刻的加权平均位移像素点数量与设定的阈值进行比较：若小于阈值，则设定波纹管位移计数时间点为t
N
＝(t
n+1
‑
t1)
‑
t
n
；若大于阈值，则作出错误提示。
[0011]进一步，所述步骤S3.2中采用的方法为：在波纹管位移计数时间点t
N
时刻或t
N
时刻之后，取长度为N帧的加权平均位移像素点数量数据，记为数据L；记判定次数为K，初始值为0；取数据L中加权平均位移检测像素点数据，逐帧分析N帧时间段内数据随时间变化量与第一阈值的关系：若大于等于第一阈值，将对应帧位移检测像素点数据置1，并增加一次判定次数K＝K+1；若小于第一阈值，将对应帧位移检测像素点数据置0，并增加一次判定次数K＝K+1；当判定次数达到K＝N时，结束判定并记录产生的新数据到数据库M中。
[0012]进一步，所述步骤S3.3中采用的方法为：调用数据库M中的位移检测像素点新数据，逐帧判定相邻两帧数据的关系，具体包括：设点当前数据所对应的时间t
i
为0，设定帧数个数k
i
为0，设定判定次数I为0；若相邻两帧数据相等，增加一次判定次数I＝I+1；若相邻两帧数据不相等，更新当前数据所对应的时间t
i
＝t
i
+I/fps，更新帧数个数k
i
＝k
i
+1，并增加一次判定次数I＝I+1；当判定次数达到I＝N时，结束判定；统计判定后记录的帧数个数k
i
；通过计算出波纹管位移次数k
n
；记录当前时间t
n
＝t
n
+t
N
，作为下一周期的起始时间。
[0013]为实现上述目的，本专利技术还提供以下技术方案：
[0014]一种高炉布料器波纹管位移次数检测装置，包括：视频采集单元，用于采集待检测波纹管视频帧图像，并确定待检测波纹管视频帧图像的ROI区域；波纹管位移运动检测单元，用于对ROI区域像素点进行检测，判定波纹管是否发生位移运动；波纹管位移运动次数统计单元，用于统计波纹管发生位移运动的次数。
[0015]为实现上述目的，本专利技术还提供以下技术方案：
[0016]一种高炉布料器波纹管位移次数检测系统，包括：视频采集装置，用于采集待检测波纹管视频帧图像，并传输至图像处理服务器；图像处理服务器，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，用于接收所述视频采集装置采集待检测波纹管视频帧图像，并按照上述一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法的步骤，检测所述波纹管位移次数。
[0017]为实现上述目的，本专利技术还提供以下技术方案：
[0018]一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如上述一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法的步骤。
[0019]本专利技术提供的波纹管位移次数检测方法及装置，通过对实时采集到的工况下波纹管的视频帧图像进行分析，统计波纹管位移运动次数，给现场工作人员提供参考，使波纹管膨胀节失稳压力的安全系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高炉布料器波纹管位移次数检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(S1)确定待检测波纹管视频帧图像的ROI区域；(S2)通过对ROI区域像素点进行检测，判定波纹管是否发生位移运动；(S3)统计波纹管发生位移运动的次数。2.根据权利要求1所述的高炉布料器波纹管位移次数检测方法，其特征在于，所述步骤S1中采用的方法为：(S1.1)获取待检测工况下波纹管视频帧图像；(S1.2)去除波纹管视频帧图像的背景；(S1.3)将帧图像分割成多个ROI。3.根据权利要求2所述的高炉布料器波纹管位移次数检测方法，其特征在于，所述步骤S2中采用的方法为：(S2.1)统计每个ROI二值图中位移像素点数量，获得每个ROI位移像素点数量随时间变化的关系；(S2.2)取一定时长或固定帧数，计算该时长或帧数内每个ROI位移像素点数量数据的方差，并取方差倒数；(S2.3)通过sotfmax分类器，对每个ROI进行权重分配；(S2.4)根据所述权重，逐帧获得每一帧中多个ROI的加权平均位移像素点数量；(S2.5)若多个ROI的加权平均位移像素点数量超过第一阈值，则判定波纹管产生位移，反之则判定波纹管未产生位移。4.根据权利要求3所述的高炉布料器波纹管位移次数检测方法，其特征在于，所述步骤S3中采用的方法为：(S3.1)计算并设定波纹管位移计数时间间隔；(S3.2)判定波纹管产生位移的时长或帧数是否达到阈值，若是，转下一步；(S3.3)统计判定波纹管位移帧数量，获得波纹管位移次数。5.根据权利要求4所述的高炉布料器波纹管位移次数检测方法，其特征在于，所述步骤S3.1中采用的方法为：记t
n
为波纹管位移次数计数的上个一结束时间点，记t
n+1
为当前波纹管位移计数时间点；计算t
n
时间点到t
n+1
时间点的帧数，记为：n
t
＝(t
n+1
‑
t
n
)
×
fps，其中，fps为视频的帧率；将n
t
帧时刻的加权平均位移像素点数量与设定的阈值进行比较：若小于阈值，则判定t
n+1
为当前波纹管位移计数时间点可行，并设定t
N
＝t
n+1
‑
t
n
为波纹管位移计数时间间隔；若大于阈值，则判定该帧为波纹管位移运动过程；设定t
N
＝(t
n+1
‑
t1)
‑
t
n
，其中，t1为波纹管一个位移运动周期的典型时长；再次将n
t
帧时刻的加权平均位移像素点数量与设定的阈值进行比较：若小于阈值，则设定波纹...

【专利技术属性】
技术研发人员：王月明，孙佳宁，陈蕊，张建东，陈波，李子剑，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：