一种基于视频识别的工业气体自动充装方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于视频识别的工业气体自动充装方法及系统，克服现有技术中工业气体充装需要人工干预停止充装，自动化程度低，费时费力，增加了人工成本，存在安全隐患的问题，自动充装方法包括：S1：录入订单，根据订单信息自动生成充装预设量；S2：利用视频识别技术，获取槽罐车实时压力数据；S3：根据槽罐车实时压力数据，自动调整充装预设量；S4：进行充装，并根据充装数据进行充装安全连锁逻辑判断。通过视频识别槽罐车上的压力表，采集压力信息，根据压力数据自动调整充装预设量以及充装安全连锁逻辑判断，自动化程度高，不需要人工干预，有效避免了预设量过大或者操作人员观察不仔细、分心带来充装过量的安全隐患。分心带来充装过量的安全隐患。

【技术实现步骤摘要】
一种基于视频识别的工业气体自动充装方法及系统


[0001]本专利技术涉及气体填充
，特别涉及了一种基于视频识别的工业气体自动充装方法及系统。

技术介绍

[0002]在工业生产上，把常温、常压下呈气态的产品统称为工业气体产品。一种瓶装压缩液态气体，在常温常压下呈气态，气体种类有繁多，主要用于各种工业制造方面。工业气体产品已是现代工业的重要基础原料。工业气体被喻为工业的“血液”。随着中国经济的快速发展，工业气体作为国民经济基础工业要素之一，在国民经济中的重要地位和作用日益凸显。其应用范围广泛分布在：石油、化工、冶金、钢铁、机械、电子、电力、玻璃、陶瓷、建材、食品、医药、医疗、城市居民等领域。
[0003]目前工业气体槽罐车的充装，使用的都是利用PLC采集差压变送器信号，来计算累计量，将累计量与预设量进行实时比较，判断是否充装完成，来进行停止充装逻辑（控制各个阀泵的开关状态）。由于存在工业气体累计量计算的精度问题（累计量的计算受流速、温度、压力等外界因素影响明显），和在订单录入中，预设量的设置不够准确的问题（客户为了能将槽车储罐充满，往往会将预设量设的偏大），这导致了在充装过程中，往往需要操作工或司机，实时关注槽罐车上的压力表，来判断是否充装完成，当罐内压力达到最大刻度线时（人工标记的刻度线），通过人工干预停止充装，防止介质充装过量带来的安全隐患。一方面费时费力，增加人工成本，自动化程度低；另一方面人工误差较大，存在安全隐患。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是克服现有技术中工业气体充装需要人工干预停止充装，自动化程度低，费时费力，增加了人工成本，存在安全隐患的问题，提供了一种基于视频识别的工业气体自动充装方法及系统，通过视频识别槽罐车上的压力表，采集压力信息，根据压力数据自动调整充装预设量以及充装安全连锁逻辑判断，自动化程度高，不需要人工干预，有效避免了预设量过大或者操作人员观察不仔细、分心带来充装过量的安全隐患。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：S1：录入订单，根据订单信息自动生成充装预设量；S2：利用视频识别技术，获取槽罐车实时压力数据；S3：根据槽罐车实时压力数据，自动调整充装预设量；S4：进行充装，并根据充装数据进行充装安全连锁逻辑判断。
[0006]工业气体槽罐车是工业气体运输流转的一个重要载体，是用来运输液氧、液氮、液氩等工业气体的专用汽车。每辆运输工业气体的槽罐车上都配有压力表，用于判断罐内介质的装载量。本专利技术通过视频识别槽罐车上的压力表，采集压力信息，在充装前，根据槽罐车内的压力，自动调整充装预设量，在充装过程中，再根据实时槽罐车内的压力，进行充装安全连锁逻辑判断。有效的避免了预设量过大或者操作人员观察不仔细、分心带来充装过
量的安全隐患；同时解决了对槽罐车上的压力表信号采集功能缺失问题，并可对其进行信号分析及并记录。
[0007]作为优选，所述步骤S1的具体步骤为：S1.1：录入订单，根据槽罐车车辆信息，获取槽罐车历史充装数据；S1.2：根据历史充装数据自动生成充装预设量；S1.3：对槽罐车进行一次称重，记录槽罐车皮重。
[0008]可以根据该车历史数据自动生成充装预设量，也可以根据客户需要修改。一般情况下，充装预设量为槽罐车根据罐型的充装最大允许值，将充装预设量录入IC卡中。车辆信息一般为车牌号。
[0009]作为优选，所述步骤S2的具体步骤为：S2.1：对槽罐车压力表进行形状识别，确定表盘所在区域；S2.2：对表盘进行边缘检测以及平行线检测，确定表盘数字显示区域；S2.3：对数字显示区域内的图像进行像素灰度聚类，分割数字字符；S2.4：利用神经网络模型对每个数字字符进行识别，得到槽罐车压力表示数。
[0010]针对数字式压力表，将压力表表盘的数字显示窗口分割若干识别区域，逐个对每个区域进行图像摄取、处理和识别，从而得到槽罐车压力数据，进而达到了识别结果精准，识别过程简便的视频识别槽罐车压力数据。
[0011]作为优选，所述步骤S2的具体步骤为：S2.1：对槽罐车压力表进行形状识别，确定表盘所在区域；S2.2：采集表盘正面图像，利用表盘正面图像得到表盘数字区域图像以及指针图像；S2.3：对图像进行预处理，并将指针和数字连接，形成一个独立区域；S2.4：利用神经网络模型对每个数字字符进行识别，得到数字值，并利用数字值和位置确定仪表刻度区间；S2.5：确定针尖和表盘圆心位置，识别指针角度，结合表盘量程计算表盘指针读数。
[0012]采用深度学习神经网络的方式，能够对压力表表盘照片完成检测与识别，并大大提高压力表识别准确率，并能实时检测压力表的读数。
[0013]作为优选，所述步骤S3的具体步骤为：S3.1：判断槽罐车内压力数据是否稳定，若稳定，则进行制单操作；S3.2：利用槽罐车实时压力数据以及历史充装记录，计算出槽罐车可充装量以及能够充装的最大压力；S3.3：根据槽罐车可充装量对充装预设量进行调整。
[0014]根据槽罐车可充装量对充装预设量进行调整：获取到槽车罐内的压力，结合该车的历史充装记录中，充装开始前槽车罐内压力、充装完成后的槽车罐内压力、实际充装量，计算出可充装量，并自动调整预设量（调整预设量时，只能比原计划量小调整），将调整后的预设量与该槽车罐能充装最大压力（通过该车的历史充装记录分析得出），一起下发至批量控制器上。
[0015]作为优选，所述步骤S4进一步包括：
S4.1：根据充装预设量进行逻辑控制；S4.2：根据槽罐车罐内实时压力与槽罐车能充装最大压力，进行安全连锁停止充装逻辑判断。
[0016]比较充装过程中槽罐车内实时压力与槽罐车充装最大压力，若槽罐车内实时压力大于槽罐车充装最大压力，停止充装（控制关闭泵、出口阀、入口阀等，打开回流阀、排放阀）。有效的防止了通过差压变送器信号计算累计量带来的误差，对充装流程的影响。
[0017]作为优选，所述步骤S4还包括：充装过程中，若存在流量但获取到的压力读数在设定时间内维持不变，或压力数值增加范围小于设定阈值时，则认为获取到的压力数据有误，进入连锁暂停状态，并进行报警。
[0018]存在流量就是指气体在进行充装，流入槽罐车。出现问题时进行报警，提醒操作人员进行问题排查，保证充装安全。
[0019]作为优选，还包括：在充装过程中，视频识别实时压力数据，并记录充装前、充装过程以及充装后的压力，生成压力记录曲线，并将该槽罐车最终充装完成的压力取平均值，作为充装允许最大压力。可用于该车下次充装压力条件的判断。
[0020]一种基于视频识别的工业气体自动充装系统，包括：采集槽罐车压力数据的视频识别系统，与视频识别系统连接的用于控制执行单元的批量控制器，所述批量控制器还连接有采集现场环境数据的数据采集装置，所述批量控制器还与上位机进行通信。
[0021]批量控制器可实现物料批次装卸的自动化控制设备，具有流量设备、阀门、泵等设备接入能力，对现场防静电、防溢油等信号配置联锁功能。视频识别系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于视频识别的工业气体自动充装方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：录入订单，根据订单信息自动生成充装预设量；S2：利用视频识别技术，获取槽罐车实时压力数据；S3：根据槽罐车实时压力数据，自动调整充装预设量；S4：进行充装，并根据充装数据进行充装安全连锁逻辑判断。2.根据权利要求1所述的一种基于视频识别的工业气体自动充装方法，其特征在于，所述步骤S1的具体步骤为：S1.1：录入订单，根据槽罐车车辆信息，获取槽罐车历史充装数据；S1.2：根据历史充装数据自动生成充装预设量；S1.3：对槽罐车进行一次称重，记录槽罐车皮重。3.根据权利要求1或2所述的一种基于视频识别的工业气体自动充装方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：S2.1：对槽罐车压力表进行形状识别，确定表盘所在区域；S2.2：对表盘进行检测，确定表盘数字显示区域；S2.3：对数字显示区域内的图像进行像素灰度聚类，分割数字字符；S2.4：利用神经网络模型对每个数字字符进行识别，得到槽罐车压力表示数。4.根据权利要求1或2所述的一种基于视频识别的工业气体自动充装方法，其特征在于，所述步骤S2的具体步骤为：S2.1：对槽罐车压力表进行形状识别，确定表盘所在区域；S2.2：采集表盘正面图像，利用表盘正面图像得到表盘数字区域图像以及指针图像；S2.3：对图像进行预处理，去除图像背景噪声；S2.4：利用神经网络模型对每个数字字符进行识别，得到数字值，并利用数字值和位置确定仪表刻度区间；S2.5：确定针尖和表盘圆心位置，识别指针角度，结合表盘量程计算表盘指针读数。5.根据权利要求1所述的一种基...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟晓波，吴静超，陈青峰，王凤洁，
申请(专利权)人：浙江中控自动化仪表有限公司，
类型：发明
国别省市：