一种烧结机台车车轮的故障检测方法及系统技术方案

本申请涉及冶金烧结领域，提供一种烧结机台车车轮的故障检测方法及系统，判断烧结机台车有无车轮，判断所述待测车轮为前轮或后轮，得到前轮待测图像或后轮待测图像；以红外激光仪发射方向的射线为X轴，发射点为原点，与原点相交且垂直地面方向的射线为Y轴，建立坐标系；在红外激光仪与待测车轮之间，垂直于激光的方向上标定多个平面，并获取红外激光仪发出的激光线在待测图像中的成像位置，以及对应的坐标点；拟合车轮的坐标点，得到拟合直线，并根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜。可及时发现台车车轮故障，并报警反馈，减少台车带故障运行的时间，减少该部分工作的人工巡检工作量。减少该部分工作的人工巡检工作量。减少该部分工作的人工巡检工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种烧结机台车车轮的故障检测方法及系统


[0001]本申请涉及冶金烧结领域，尤其涉及一种烧结机台车车轮的故障检测方法及系统。

技术介绍

[0002]烧结是钢铁生产工艺过程中非常重要的环节，烧结的大致流程为：将铁矿粉、石灰粉及煤粉按一定比例混均行成混合料，对混合料进行煅烧得到具有足够强度与粒度的烧结矿。其中烧结机是钢铁生产工艺的主体设备，它能否正常运行直接影响到整个生产工艺过程的稳定，而烧结机台车作为烧结机的核心组成部分，又对烧结机作业率的高低起着至关重要的作用。
[0003]如图1所示，为现有技术中一种烧结机台车的结构示意图，包括：车架01、栏板02、车轮03和轨道04；其中车架01设置在车轮03上，栏板03设置在车架01，车轮03可带动整个烧结机台车在轨道04上运动，以保证烧结过程有序的进行。
[0004]而在烧结过程中，台车的车轮03可能会因为长时间高温环境下运行、车架01对其挤压或车轮03与轨道04摩擦，导致车轮03起拱，车轮03与车架01之间连接松动，从而车轮03跑偏，如果跑偏长时间不能发现，车轮03会发生摆动以及掉落现象，而车轮03由于碰撞，也会直接掉落，如果车轮跑偏长时间不能被发现，车轮03磨损逐渐严重，最终报废，严重的甚至会造成车轮03脱离轨道04造成烧结机台车无法运作，而车轮03掉落，需及时停机，更换台车，严重影响正常生产。
[0005]为了防止车轮03异常给烧结生产带来影响，车轮03的异常检测显得极为重要。现有技术中，钢铁厂的烧结机台车车轮03的异常情况检测，主要都是通过人工巡检，或者由中控监视人员通过工业电视检查。人工巡检受巡检间隔时间影响，存在滞后性，不能及时发现台车掉轮；中控人员通过工业电视的查看车轮03，也存在不及时性，而且人工判断不易判断车轮03的摆动、起拱等异常状态。

技术实现思路

[0006]为了对烧结机台车车轮跑偏及掉落进行及时检测，本申请提供一种烧结机台车车轮的故障检测方法及系统。
[0007]本申请提供一种烧结机台车车轮的故障检测方法，所述烧结机台车车轮的故障检测方法，包括：
[0008]通过可见光相机获取第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，以及对应的烧结机台车钢印号。
[0009]根据所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，在经过一次采样时间后，获取第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，将所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像与第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行对比，判断烧结机台车有无车轮，如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像中台车无车轮，则烧结机台车停止运行，
如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像车轮存在，则将所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像储存为待测车轮图像，并将待测车轮对应的烧结机台车钢印号储存为待测台车钢印号。
[0010]根据所述待测车轮图像和待测台车钢印号，将所述待测车轮图像和待测台车钢印号进行比对，判断所述待测车轮为前轮或后轮，得到前轮待测图像或后轮待测图像。
[0011]以红外激光仪发射方向的射线为X轴，发射点为原点，与原点相交且垂直地面方向的射线为Y轴，建立坐标系。
[0012]在红外激光仪与待测车轮之间，垂直于激光的方向上标定多个平面，并获取红外激光仪发出的激光线在待测图像中的成像位置，以及对应的坐标点。
[0013]拟合车轮的坐标点，得到拟合直线，并根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜。
[0014]可选的，所述采样时间可通过采样时间模型获得，所述采样时间模型为：
[0015][0016]L为车轮间隔，为采样时间，v
i
为第i次采样时的机速，为接近于0的阈值。
[0017]可选的，将所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像与第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行对比，判断烧结机台车有无车轮的步骤中，采用以下方法，包括：
[0018]对第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像和所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行预处理，得到预处理数据。
[0019]通过对所述预处理数据进行边缘检测，得到初步图像的各个像素点坐标。
[0020]根据初步图像的各个像素点坐标，通过霍夫圆检测法，判断有无车轮。
[0021]可选的，根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜的步骤具体为：
[0022]若斜率为0或小于某一接近0的阈值时，则所述车轮不倾斜。
[0023]若斜率过大，则所述车轮倾斜。
[0024]可选的，所述判断车轮是否倾斜的步骤，还包括：
[0025]根据车轮到红外激光仪的距离区间[P3,P4]，得到中心对称点P0。
[0026]判断P0P3与P0P4是否关于中心点P0上下对称。
[0027]在P0P3范围内等间距采样n个点记为：在P0P4范围内等间距采样n个点记为：
[0028]车轮的倾斜误差e通过以下模型计算：
[0029][0030]其中，表示点坐标x方向的值。
[0031]若倾斜误差e越大，则车轮倾斜越严重，当e大于一定阈值，说明车轮存在跑偏。
[0032]本申请第二方面，提供一种烧结机台车车轮的故障检测系统，所述系统包括获取模块、钢印号识别储存模块、前后轮判定模块、车轮倾斜判定模块。
[0033]所述获取模块，用于通过可见光相机获取第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，以及对应的烧结机台车钢印号。
[0034]所述钢印号识别储存模块，用于根据所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，在经过一次采样时间后，获取第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，将所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像与第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行对比，判断烧结机台车有无车轮，如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像中台车无车轮，则烧结机台车停止运行，如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像车轮存在，则将所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像储存为待测车轮图像，并将待测车轮对应的烧结机台车钢印号储存为待测台车钢印号。
[0035]所述前后轮判定模块，用于根据所述待测车轮图像和待测台车钢印号，将所述待测车轮图像和待测台车钢印号进行比对，判断所述待测车轮为前轮或后轮，得到前轮待测图像或后轮待测图像。
[0036]所述车轮倾斜判定模块，用于以红外激光仪发射方向的射线为X轴，发射点为原点，与原点相交且垂直地面方向的射线为Y轴，建立坐标系；在红外激光仪与待测车轮之间，垂直于激光的方向上标定多个平面，并获取红外激光仪发出的激光线在待测图像中的成像位置，以及对应的坐标点；拟合车轮的坐标点，得到拟合直线，并根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜。
[0037]可选的，所述采样时间可通过采样时间模型获得，所述采样时间模型为：
[0038][0039]L为车轮间隔，为采样时间，v
i
为第i次采样时的机速，为接近于0的阈值。
[0040]可选的，将所述第一轮检测本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种烧结机台车车轮的故障检测方法，其特征在于，包括：通过可见光相机获取第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，以及对应的烧结机台车钢印号；根据所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，在经过一次采样时间后，获取第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像，将所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像与第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行对比，判断烧结机台车有无车轮，如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像中台车无车轮，则烧结机台车停止运行，如果所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像车轮存在，则将所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像储存为待测车轮图像，并将待测车轮对应的烧结机台车钢印号储存为待测台车钢印号；根据所述待测车轮图像和待测台车钢印号，将所述待测车轮图像和待测台车钢印号进行比对，判断所述待测车轮为前轮或后轮，得到前轮待测图像或后轮待测图像；以红外激光仪发射方向的射线为X轴，发射点为原点，与原点相交且垂直地面方向的射线为Y轴，建立坐标系；在红外激光仪与待测车轮之间，垂直于激光的方向上标定多个平面，并获取红外激光仪发出的激光线在待测图像中的成像位置，以及对应的坐标点；拟合车轮的坐标点，得到拟合直线，并根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜。2.根据权利要求1所述的一种烧结机台车车轮的故障检测方法，其特征在于，所述采样时间可通过采样时间模型获得，所述采样时间模型为：L为车轮间隔，为采样时间，v
i
为第i次采样时的机速，为接近于0的阈值。3.根据权利要求1所述的一种烧结机台车车轮的故障检测方法，其特征在于，将所述第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像与第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行对比，判断烧结机台车有无车轮的步骤中，采用以下方法，包括：对第一轮检测的烧结机台车车轮的初步图像和所述第二轮检测的烧结机台车车轮的初步图像进行预处理，得到预处理数据；通过对所述预处理数据进行边缘检测，得到初步图像的各个像素点坐标；根据初步图像的各个像素点坐标，通过霍夫圆检测法，判断有无车轮。4.根据权利要求1所述的一种烧结机台车车轮的故障检测方法，其特征在于，根据拟合直线的斜率，判断车轮是否倾斜的步骤具体为：若斜率为0或小于某一接近0的阈值时，则所述车轮不倾斜；若斜率过大，则所述车轮倾斜。5.根据权利要求3所述的一种烧结机台车车轮的故障检测方法，其特征在于，所述判断车轮是否倾斜的步骤，还包括：根据车轮到红外激光仪的距离区间[P3,P4]，得到中心对称点P0；判断P0P3与P0P4是否关于中心点P0上下对称；
在P0P3范围内等间距采样n个点记为：在P0P4范围内等间距采样n个点记为：车轮的倾斜误差e通过以下模型计算：其中，表示点坐标x方向的值；若倾斜误差e越大，则车轮倾斜越严重，当e大于一定阈值，说明车轮存在跑偏。6.一种烧结机台车车轮的故障检测系统，其特征在于，所述一种烧结机台车车轮的故障检测系统用于执行权利要求1
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5任一项所述的一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈陆义，邱立运，
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：