一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统，包括以下步骤：基于双目深度图像采集装置，获取落渣视频，并对落渣视频进行格式转换和区域分割；基于时空注意力网络，对格式转换和区域分割后的落渣视频的前景进行采集，提取特征图像并进行聚合；基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的特征图像进行去噪、平滑处理，确定单位时间内落渣的渣量和渣率；基于渣量和渣率，结合多维分数阶PID控制算法，利用加密协议动态调节钢带机的转速，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控。本发明专利技术能够免人为因素给系统运行带来的潜在风险，保障输渣系统落渣雨量在线监控。障输渣系统落渣雨量在线监控。障输渣系统落渣雨量在线监控。

【技术实现步骤摘要】
一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体涉及一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统。

技术介绍

[0002]目前输渣系统运行管理方式采用监控室内视频监视重要区域、输渣系统上位机监控画面和现场巡检相结合的方式，以保证输渣系统安全稳定运行。但上述方式，对运检人员要求极高，一旦注意力下降，易遗漏设备运行的关键信息。为此，提出输渣智慧化监测诊断评估及联动控制系统。落渣“雨量”监测子系统在输渣机炉膛观察窗附近布置具有高防护功能的双目深度图像采集装置获取落渣图像信息，通过对图像信息的处理，确定单位时间内落渣渣量和渣率等参数，并根据相关参数调节钢带机转速，形成闭环控制。视频监视用于观察输渣系统格栅上和输送钢带上落渣情况，但是输渣系统不能自主监控及预判设备关键点的运行状态，为系统稳定运行带来隐患。
[0003]为提高设备运营管理的智慧化、数字化、集约化水平，更好保证设备安全可靠的运行，本专利技术提出一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术提出了一种输渣系统落渣雨量在线监控方法及系统，能够提高设备运营管理的智慧化、数字化、集约化水平，免人为因素给系统运行带来的潜在风险，保障输渣系统落渣雨量在线监控。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种输渣系统落渣雨量在线监控方法，包括以下步骤：S1：基于双目深度图像采集装置，获取落渣视频，并对所述落渣视频进行格式转换和区域分割；S2：基于时空注意力网络，对格式转换和区域分割后的所述落渣视频的前景进行采集，提取特征图像并对所述特征图像进行聚合；S3：基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理，基于降噪平滑后的特征图像，确定单位时间内落渣的渣量和渣率；S4：基于所述单位时间内落渣的渣量和渣率，结合多维分数阶PID控制算法，利用加密协议动态调节钢带机的转速，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控。
[0006]优选的，所述S1中，对所述落渣视频进行格式转换和区域分割的方法包括：采用OpenCV将提取的所述落渣视频的DVF格式转换为AVI格式，并对所述落渣视频中图像的边界、落渣进行区域分割。
[0007]优选的，所述S2中，对所述特征图像进行聚合的方法包括：
[0008]式中，S和S
´
分别表示时空注意力网络的输入图像和输出图像的特征集；s和s
´
分别为输入特征和输出特征；R表示实数；t
m
和分别为输入图像和输出图像对应的时间间隔。
[0009]优选的，所述S3中，基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理的方法包括：
[0010]式中，WD表示Wasserstein距离；表示真实数据，表示生成数据；P
data
表示真实图像分布；P
G
表示生成图像分布；ω
i
表示第i个生成对抗网络的系数；d表示距离；时空Wasserstein生成对抗网络优化过程描述为极大极小问题，目标函数如下：
[0011]式中，G表示生成器，D表示判别器，x表示真实数据；||
·
||P表示P范数；表示梯度算子；λ为惩罚项系数；，ζ服从[0,1]范围内的均匀分布；z是随机噪声分布P
G
的噪音样本；表示生成数据沿真实数据分布；V是定义的损失函数，代表判别器判别性能的能力。
[0012]优选的，所述S4中，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控的方法包括：在工作状态下，当落渣雨量减小时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速降低至相适应挡位；反之，当落渣雨量增大时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速升高至相适应挡位。
[0013]本专利技术还提供了一种输渣系统落渣雨量在线监控系统，包括：获取模块、聚合模块、处理模块和监控模块；所述获取模块用于基于双目深度图像采集装置，获取落渣视频，并对所述落渣视频进行格式转换和区域分割；所述聚合模块用于基于时空注意力网络，对格式转换和区域分割后的所述落渣视频的前景进行采集，提取特征图像并对所述特征图像进行聚合；所述处理模块用于基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理，基于降噪平滑后的特征图像，确定单位时间内落渣的渣量和渣率；所述监控模块用于基于所述单位时间内落渣的渣量和渣率，结合多维分数阶PID控制算法，利用加密协议动态调节钢带机的转速，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控。
[0014]优选的，所述获取模块中，对所述落渣视频进行格式转换和区域分割的过程包括：
采用OpenCV将提取的所述落渣视频的DVF格式转换为AVI格式，并对所述落渣视频中图像的边界、落渣进行区域分割。
[0015]优选的，所述聚合模块中，对所述特征图像进行聚合的过程包括：
[0016]式中，S和S
´
分别表示时空注意力网络的输入图像和输出图像的特征集；s和s
´
分别为输入特征和输出特征；R表示实数；t
m
和分别为输入图像和输出图像对应的时间间隔。
[0017]优选的，所述处理模块中，基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理的过程包括：
[0018]式中，WD表示Wasserstein距离；表示真实数据，表示生成数据；P
data
表示真实图像分布；P
G
表示生成图像分布；ω
i
表示第i个生成对抗网络的系数；d表示距离；时空Wasserstein生成对抗网络优化过程描述为极大极小问题，目标函数如下：
[0019]式中，G表示生成器，D表示判别器，x表示真实数据；||
·
||P表示P范数；表示梯度算子；λ为惩罚项系数；，ζ服从[0,1]范围内的均匀分布；z是随机噪声分布P
G
的噪音样本；表示生成数据沿真实数据分布；V是定义的损失函数，代表判别器判别性能的能力。
[0020]优选的，所述监控模块中，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控的过程包括：在工作状态下，当落渣雨量减小时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速降低至相适应挡位；反之，当落渣雨量增大时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速升高至相适应挡位。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：本专利技术提出一种多时空深度生成对抗网络的输渣系统落渣雨量在线监控方法，将在输渣机炉膛观察窗附近布置具有高防护功能的双目深度图像采集装置获取落渣图像信息，通过时空注意力网络，对落渣视频前景进行采集，提取特征图像并进行聚合；基于时空Wasserstein生成对抗网本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种输渣系统落渣雨量在线监控方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：基于双目深度图像采集装置，获取落渣视频，并对所述落渣视频进行格式转换和区域分割；S2：基于时空注意力网络，对格式转换和区域分割后的所述落渣视频的前景进行采集，提取特征图像并对所述特征图像进行聚合；S3：基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理，基于降噪平滑后的特征图像，确定单位时间内落渣的渣量和渣率；S4：基于所述单位时间内落渣的渣量和渣率，结合多维分数阶PID控制算法，利用加密协议动态调节钢带机的转速，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控。2.根据权利要求1所述的输渣系统落渣雨量在线监控方法，其特征在于，所述S1中，对所述落渣视频进行格式转换和区域分割的方法包括：采用OpenCV将提取的所述落渣视频的DVF格式转换为AVI格式，并对所述落渣视频中图像的边界、落渣进行区域分割。3.根据权利要求1所述的输渣系统落渣雨量在线监控方法，其特征在于，所述S2中，对所述特征图像进行聚合的方法包括：式中，S和S
´
分别表示时空注意力网络的输入图像和输出图像的特征集；s和分别为输入特征和输出特征；R表示实数；t
m
和分别为输入图像和输出图像对应的时间间隔。4.根据权利要求1所述的输渣系统落渣雨量在线监控方法，其特征在于，所述S3中，基于时空Wasserstein生成对抗网络对聚合后的所述特征图像进行去噪、平滑处理的方法包括：式中，WD表示Wasserstein距离；表示真实数据，表示生成数据；P
data
表示真实图像分布；P
G
表示生成图像分布；ω
i
表示第i个生成对抗网络的系数；d表示距离；时空Wasserstein生成对抗网络优化过程描述为极大极小问题，目标函数如下：式中，G表示生成器，D表示判别器，x表示真实数据；||
·
||P表示P范数；表示梯度算子；λ为惩罚项系数；，ζ服从[0,1]范围内的均匀分布；z是随机噪声分布P
G
的噪音样本；表示生成数据沿真实数据分布；V是定义的损失函数，代表判别器判别性能的能力。5.根据权利要求1所述的输渣系统落渣雨量在线监控方法，其特征在于，所述S4中，根据落渣雨量大小与钢带机转速的自适应联动控制，实现对落渣雨量进行在线监控的方法包
括：在工作状态下，当落渣雨量减小时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速降低至相适应挡位；反之，当落渣雨量增大时，通过多维分数阶PID控制算法使钢带机转速升高至相适应挡位。6.一种输渣系统落渣雨量在线监控系统，其特征在于，包括：获取模块、聚...

【专利技术属性】
技术研发人员：富长亮，魏骁，谢晓东，王馨悦，
申请(专利权)人：北京国电富通科技发展有限责任公司，
类型：发明
国别省市：