隧道式烘干生产线及其方法技术

本申请涉及智能控制技术领域，其具体地公开了一种隧道式烘干生产线及其方法，其采用深度学习技术，从被烘干对象的监控视频中提取所述被烘干对象的状态变化特征，以及从多个时间点的烘干隧道内的温度值中提取烘干温度的时序变化特征，并基于二者之间的响应关系来自适应地调整烘干温度

【技术实现步骤摘要】
隧道式烘干生产线及其方法


[0001]本申请涉及智能控制
，且更为具体地，涉及一种隧道式烘干生产线及其方法
。

技术介绍

[0002]隧道式干燥机是一种利用热能来降低物料水分以干燥物料的机械设备
。
将待烘干的物料放置在烘干车的烘盘上，烘干车沿着隧道通道向前移动进行干燥，进料和出料在隧道两端进行，一般采用逆流操作，具有装料量大
、
可连续运转，结构简单，操作方便的特点
。
[0003]在对于水果
、
中药材
、
农副产品等物品进行烘干时，由于物品刚进入烘干机时水分较高，在高温的环境中容易开裂焦化，所以进口温度不能过高；但物料长时间与低温高湿的空气相接触，易发生腐败变质现象，并且低温烘干会增加烘干时间，降低生产效率
。
因此，待干燥到一定阶段，产品中的水分较少不易开裂，此时应使用高温低湿的热流加速干燥过程
。
目前，隧道式烘干生产过程中的温度控制主要依靠人工调节，精度低且可靠性差
。
[0004]因此，期待一种隧道式烘干生产线及其方法
。

技术实现思路

[0005]为了解决上述技术问题，提出了本申请
。
本申请的实施例提供了一种隧道式烘干生产线及其方法，其采用深度学习技术，从被烘干对象的监控视频中提取所述被烘干对象的状态变化特征，以及从多个时间点的烘干隧道内的温度值中提取烘干温度的时序变化特征，并基于二者之间的响应关系来自适应地调整烘干温度
。
这样，可以实现自动化烘干温度控制，以减少人工干预，提高烘干效率
。
[0006]相应地，根据本申请的一个方面，提供了一种隧道式烘干生产线，其包括：
[0007]监控模块，用于获取烘干隧道内预定时间段内多个预定时间点的温度值以及所述预定时间段的被烘干对象的烘干监控视频；
[0008]采样模块，用于从所述烘干监控视频提取多个烘干监控关键帧；
[0009]多尺度感知模块，用于将所述多个烘干监控关键帧中各个烘干监控关键帧分别通过多分支感知域模块以得到多个烘干监控特征图；
[0010]差分计算模块，用于计算所述多个烘干监控特征图中相邻两个烘干监控特征图之间的差分特征图以得到多个差分特征图；
[0011]烘干效果动态变化特征提取模块，用于将所述多个差分特征图排列为三维输入张量后通过使用三维卷积核的卷积神经网络模型以得到烘干效果动态特征向量；
[0012]温度特征提取模块，用于将所述多个预定时间点的温度值通过包含全连接层和一维卷积层的时序编码器以得到温度时序特征向量；
[0013]响应性模块，用于计算所述烘干效果动态特征向量相对于所述温度时序特征向量的响应性估计以得到分类特征矩阵；
[0014]密度域概率化模块，用于对所述分类特征矩阵进行基于局部特征分布的密度域概
率化以得到优化分类特征矩阵；
[0015]控制结果生成模块，用于将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的烘干温度应增大
、
应减小或保持不变
。
[0016]在上述隧道式烘干生产线中，所述采样模块，用于：以预定采样频率从所述烘干监控视频提取所述多个烘干监控关键帧
。
[0017]在上述隧道式烘干生产线中，所述多尺度感知模块，包括：第一点卷积单元，用于将所述烘干监控关键帧输入所述多分支感知域模块的第一点卷积层以得到卷积特征图；多分支感知单元，用于分别将所述卷积特征图通过所述多分支感知域模块的第一分支感知域单元
、
第二分支感知域单元和第三分支感知域单元以得到第一分支感知特征图
、
第二分支感知特征图和第三分支感知特征图，其中，所述第一分支感知域单元
、
所述第二分支感知域单元和所述第三分支感知域单元具有并行结构；融合单元，用于将所述第一分支感知特征图
、
所述第二分支感知特征图和所述第二分支感知特征图进行级联以得到融合感知特征图；第二点卷积单元，用于将所述融合感知特征图输入所述多分支感知域模块的第二点卷积层以得到通道校正融合感知特征图；残差级联单元，用于计算所述通道校正融合感知特征图和所述卷积特征图的按位置点加以得到所述烘干监控特征图
。
[0018]在上述隧道式烘干生产线中，所述多分支感知单元，包括：第一一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第一分支感知域单元的第一一维卷积层以得到第一一维卷积特征图；第一空洞卷积编码子单元，用于将所述第一一维卷积特征图通过具有第一空洞率的第一二维卷积层以得到所述第一分支感知特征图；第二一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第二分支感知域单元的第二一维卷积层以得到第二一维卷积特征图；第二空洞卷积编码子单元，用于将所述第二一维卷积特征图通过具有第二空洞率的第二二维卷积层以得到所述第二分支感知特征图；第三一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第三分支感知域单元的第三一维卷积层以得到第三一维卷积特征图；第三空洞卷积编码子单元，用于将所述第三一维卷积特征图通过具有第三空洞率的第三二维卷积层以得到所述第三分支感知特征图；其中，所述第一空洞率
、
所述第二空洞率和所述第三空洞率相互不相等
。
[0019]在上述隧道式烘干生产线中，所述差分计算模块，用于：以如下差分公式计算所述多个烘干监控特征图中相邻两个烘干监控特征图之间的差分特征图；
[0020]其中，所述差分公式为：
[0021][0022]其中，
F1、F2表示所述多个烘干监控特征图中相邻两个烘干监控特征图，
F
c
表示所述差分特征图，表示按位置差分
。
[0023]在上述隧道式烘干生产线中，所述烘干效果动态变化特征提取模块，用于：使用所述卷积神经网络模型的各层在层的正向传递中分别进行：对输入数据进行基于三维卷积核的卷积处理以得到卷积特征图；对所述卷积特征图进行沿通道维度的各个特征矩阵的全局均值池化处理以得到池化特征图；对所述池化特征图进行非线性激活以得到激活特征图；其中，所述卷积神经网络模型的最后一层的输出为所述烘干效果动态特征向量，所述卷积神经网络模型的第一层的输入为所述三维输入张量
。
[0024]在上述隧道式烘干生产线中，所述温度特征提取模块，包括：一维排列单元，用于将所述多个预定时间点的温度值按照时间顺序排列为温度输入向量；归一化映射单元，用于将所述温度输入向量进行基于最大值的归一化处理以得到归一化后温度输入向量；全连接编码单元，用于使用所述时序编码器的全连接层对所述归一化后温度输入向量进行全连接编码以提取所述归一化后温度输入向量中各个位置的特征值的高维隐含特征；一维卷积编码单元，用于使用所述时序编码器的一维卷积层对所述归一化后温度输入向量进行一维编码以提取所述归一化后温度输入向量中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种隧道式烘干生产线，其特征在于，包括：监控模块，用于获取烘干隧道内预定时间段内多个预定时间点的温度值以及所述预定时间段的被烘干对象的烘干监控视频；采样模块，用于从所述烘干监控视频提取多个烘干监控关键帧；多尺度感知模块，用于将所述多个烘干监控关键帧中各个烘干监控关键帧分别通过多分支感知域模块以得到多个烘干监控特征图；差分计算模块，用于计算所述多个烘干监控特征图中相邻两个烘干监控特征图之间的差分特征图以得到多个差分特征图；烘干效果动态变化特征提取模块，用于将所述多个差分特征图排列为三维输入张量后通过使用三维卷积核的卷积神经网络模型以得到烘干效果动态特征向量；温度特征提取模块，用于将所述多个预定时间点的温度值通过包含全连接层和一维卷积层的时序编码器以得到温度时序特征向量；响应性模块，用于计算所述烘干效果动态特征向量相对于所述温度时序特征向量的响应性估计以得到分类特征矩阵；密度域概率化模块，用于对所述分类特征矩阵进行基于局部特征分布的密度域概率化以得到优化分类特征矩阵；控制结果生成模块，用于将所述优化分类特征矩阵通过分类器以得到分类结果，所述分类结果用于表示当前时间点的烘干温度应增大
、
应减小或保持不变
。2.
根据权利要求1所述的隧道式烘干生产线，其特征在于，所述采样模块，用于：以预定采样频率从所述烘干监控视频提取所述多个烘干监控关键帧
。3.
根据权利要求2所述的隧道式烘干生产线，其特征在于，所述多尺度感知模块，包括：第一点卷积单元，用于将所述烘干监控关键帧输入所述多分支感知域模块的第一点卷积层以得到卷积特征图；多分支感知单元，用于分别将所述卷积特征图通过所述多分支感知域模块的第一分支感知域单元
、
第二分支感知域单元和第三分支感知域单元以得到第一分支感知特征图
、
第二分支感知特征图和第三分支感知特征图，其中，所述第一分支感知域单元
、
所述第二分支感知域单元和所述第三分支感知域单元具有并行结构；融合单元，用于将所述第一分支感知特征图
、
所述第二分支感知特征图和所述第二分支感知特征图进行级联以得到融合感知特征图；第二点卷积单元，用于将所述融合感知特征图输入所述多分支感知域模块的第二点卷积层以得到通道校正融合感知特征图；残差级联单元，用于计算所述通道校正融合感知特征图和所述卷积特征图的按位置点加以得到所述烘干监控特征图
。4.
根据权利要求3所述的隧道式烘干生产线，其特征在于，所述多分支感知单元，包括：第一一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第一分支感知域单元的第一一维卷积层以得到第一一维卷积特征图；第一空洞卷积编码子单元，用于将所述第一一维卷积特征图通过具有第一空洞率的第一二维卷积层以得到所述第一分支感知特征图；第二一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第二分支感知域单元的第
二一维卷积层以得到第二一维卷积特征图；第二空洞卷积编码子单元，用于将所述第二一维卷积特征图通过具有第二空洞率的第二二维卷积层以得到所述第二分支感知特征图；第三一维卷积编码子单元，用于将所述卷积特征图通过所述第三分支感知域单元的第三一维卷积层以得到第三一维卷积特征图；第三空洞卷积编码子单元，用于将所述第三一维卷积特征图通过具有第三空洞率的第三二维卷积层以得到所述第三分支感知特征图；其中，所述第一空洞率
、
所述第二空洞率和所述第三空洞率相互不相等
。5.
根据权利要求4所述的隧道式烘干生产线，其特征在于，所述差分计算模块，用于：以如下差分公式计算所述多个烘干监控特征图中相邻两个烘干监控特征图之间的差分特征图；其中，所述差分公式为：其中，
F1、F2表示所述多个烘干...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡佳丽，朱道利，但建伟，
申请(专利权)人：浙江佳盾机械有限公司，
类型：发明
国别省市：