基于圖像處理的噴煤支管測堵防堵方法
【專利摘要】本發(fā)明提供基于圖像處理的噴煤支管測堵方法包括以下步驟：對采集的風(fēng)口視頻圖像進行去噪處理；選定噴煤支管出口處的區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，計算該區(qū)域內(nèi)的灰度平均值，與預(yù)設(shè)的灰度閾值做比較，當(dāng)灰度平均值大于灰度閾值時，判斷噴煤支管無煤粉噴出；當(dāng)灰度平均值小于或等于灰度閾值時，判斷噴煤支管有煤粉噴出；接收噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為正執(zhí)行噴煤動作，而噴煤支管無煤粉噴出，則判斷噴煤支管堵塞。本方法利用圖像處理技術(shù)判斷噴煤支管是否有煤粉噴出，結(jié)合噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)判斷噴煤支管是否堵塞，簡單方便快捷，避免了現(xiàn)有技術(shù)安裝困難或參數(shù)難以調(diào)校的問題。
【專利說明】基于圖像處理的噴煤支管測堵防堵方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于高爐噴煤系統(tǒng)測控領(lǐng)域，特別涉及高爐噴煤支管測堵和自動噴吹防堵的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]煤粉分配器至高爐各個風(fēng)ロ的噴煤支管口徑較小，在生產(chǎn)過程中，噴煤支管易發(fā)生堵塞。當(dāng)支管堵塞后，會造成噴煤量減少，高爐圓周方向噴煤不均勻，這對穩(wěn)定煤粉噴吹、提高噴吹量、保證爐況順行是極為不利的。針對高爐冶煉過程的特點研發(fā)ー套噴煤支管的測堵防堵方法是煉鐵技術(shù)發(fā)展的大趨勢。
[0003]目前，常見的高爐噴煤支管測堵方法主要有以下幾種:
[0004](I)光學(xué)測堵法:國外很多高爐噴煤系統(tǒng)的噴煤支管測堵主要采用光學(xué)法，如荷蘭達涅利的技術(shù)，在風(fēng)ロ窺視孔處安裝了測堵裝置，由于在風(fēng)ロ窺視孔插入測頭，影響人員對風(fēng)ロ內(nèi)部的觀察。人員毎次需要觀看風(fēng)ロ情況時，要將探頭由窺視孔處取下來，觀察后還要安裝回去。如果觀察時間長，測堵裝置就發(fā)出報警訊號，引起諸多不便。
[0005](2)微波測堵法:微波測堵法可在線監(jiān)測噴煤總管及各分支管道的煤粉濃度，通過先進的多普勒原理來監(jiān)測煤粉濃度及堵塞情況。被檢測的介質(zhì)數(shù)量(即煤粉濃度)與發(fā)、反射波幅度之差成正比例關(guān)系。檢測到的幅差越大，則煤粉濃度越高。如德國斯威爾公司研制的煤粉流量探測器，其產(chǎn)生微波信號由發(fā)射器投射到的透明窗ロ必須是玻璃或陶瓷等非導(dǎo)電材料，否則就無法傳遞及正確檢測到固體流量，具有一定的局限性，同時安裝困難，報警值難以調(diào)校，生產(chǎn)中需經(jīng)常調(diào)校報警值，維護量大。
[0006](3)溫度測堵法等:國內(nèi)高爐噴煤系統(tǒng)不斷引進國外技術(shù)并進行ー些自主研發(fā)，取得了長足的進步，噴煤支管測堵應(yīng)用較多技術(shù)包括，基于達涅利技術(shù)的光學(xué)測堵裝置、電容法和溫度法等。而寶鋼、首鋼等鋼廠噴煤支管測堵則采用溫度法，根據(jù)高爐噴煤系統(tǒng)煤粉溫度始終高于環(huán)境溫度的實際エ況條件，通過監(jiān)測各支管溫度的變化，在線監(jiān)測各支管在噴吹中的堵塞等非正常狀態(tài)。它通過安裝在管道上的測溫元件測量管道內(nèi)的溫度，并經(jīng)連接線路輸入控制計算機，判斷管道是否堵塞，其關(guān)鍵是:持續(xù)加熱所述測溫元件，在高速煤粉流股的作用下，傳感裝置加熱升溫效果被抑制，則測溫元件顯示的溫度低于ー個預(yù)定值，表明管道通暢；反之，如傳感裝置的持續(xù)電加熱功能使傳感器溫度快速上升，則測溫元件顯示的溫度高于該預(yù)定值，表明管道堵塞。該方法結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便，但報警參數(shù)難以調(diào)校，且需要較多的溫度模擬量輸入模塊，維護量較大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是:提供一種基于圖像處理的噴煤支管測堵防堵方法，能夠較為簡單方便的對噴煤支管進行測堵和防堵。
[0008]本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案:一種基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:它包括以下步驟:[0009]步驟一、圖像采集:采集風(fēng)ロ視頻圖像；
[0010]步驟二、圖像預(yù)處理:對采集的風(fēng)ロ視頻圖像進行去噪處理；去噪處理包括依次進行的時間尺度的中值濾波、時間上的平均濾波和空間上的平均濾波；
[0011]步驟三、圖像數(shù)據(jù)計算:選定噴煤支管出口處的區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，計算該區(qū)域內(nèi)的灰度平均值，與預(yù)設(shè)的灰度閾值做比較，當(dāng)灰度平均值大于灰度閾值時，判斷噴煤支管無煤粉噴出；當(dāng)灰度平均值小于或等于灰度閾值時，判斷噴煤支管有煤粉噴出；
[0012]步驟四、測堵:接收噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為正執(zhí)行噴煤動作，而步驟三得到判斷噴煤支管無煤粉噴出，則判斷噴煤支管堵塞。
[0013]按上述測堵方案，所述的步驟二分為以下幾個步驟:
[0014]2.1、對采集到的圖像按幀編號:A[k] [j] [i],其中k為幀號，i為ー幀圖像的行號，j為ー幀圖像的列號；
[0015]2.2、對上述圖像采用基于時間尺度的中值濾波:從第I幀圖像開始，選定連續(xù)的m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到第一個中值濾波圖像B[l][j][i];每新采集到I幀圖像時選定包括新采集的圖像在內(nèi)的最后m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到中值濾波圖像，即:第X個中值濾波圖像B[x] [j] [i] = {A[x] [j] [i],A[x+l] [j] [i],……,A[x+m-2] [j] [i], A[x+m-l] [j] [i]}；
[0016]2.3、對X個中值濾波圖像采用基于時間尺度的均值濾波，得到時間均值濾波圖像
【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:它包括以下步驟: 步驟一、圖像采集:采集風(fēng)ロ視頻圖像； 步驟二、圖像預(yù)處理:對采集的風(fēng)ロ視頻圖像進行去噪處理；去噪處理包括依次進行的時間尺度的中值濾波、時間上的平均濾波和空間上的平均濾波； 步驟三、圖像數(shù)據(jù)計算:選定噴煤支管出口處的區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，計算該區(qū)域內(nèi)的灰度平均值，與預(yù)設(shè)的灰度閾值做比較，當(dāng)灰度平均值大于灰度閾值時，判斷噴煤支管無煤粉噴出；當(dāng)灰度平均值小于或等于灰度閾值時，判斷噴煤支管有煤粉噴出； 步驟四、測堵:接收噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為正執(zhí)行噴煤動作，而步驟三得到判斷噴煤支管無煤粉噴出，則判斷噴煤支管堵塞。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:所述的步驟二分為以下幾個步驟: 2.1、對采集到的圖像按幀編號:A[k] [j] [i],其中k為幀號，i為ー幀圖像的行號，j為一中貞圖像的列號； 2.2、對上述圖像采用基于時間尺度的中值濾波:從第I幀圖像開始，選定連續(xù)的m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到第一個中值濾波圖像B[l] [j] [i];每新采集到I幀圖像時選定包括新采集的圖像在內(nèi)的最后m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到中值濾波圖像，即:第 X 個中值濾波圖像
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:所述的步驟三中選定噴煤支管出ロ處m*n的矩形區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，其中m為橫排像素個數(shù)，n為豎排像素個數(shù)；灰度平均值％ =^1L U:'.，其中fzy表示第z行第y列的像素點的灰度值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:所述的步驟三中預(yù)設(shè)的灰度閾值取200。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的基于圖像處理的噴煤支管測堵方法，其特征在于:所述的風(fēng)ロ為若干個，給每個風(fēng)ロ依次編號，每個風(fēng)ロ的測堵方法相同。
6.一種基于圖像處理的噴煤支管防堵方法，其特征在于:它包括以下步驟: 步驟一、圖像采集:采集風(fēng)ロ視頻圖像； 步驟二、圖像預(yù)處理:對采集的風(fēng)ロ視頻圖像進行去噪處理；去噪處理包括依次進行的時間尺度的中值濾波、時間上的平均濾波和空間上的平均濾波；步驟三、圖像數(shù)據(jù)計算:選定噴煤支管出口處的區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，計算該區(qū)域內(nèi)的灰度平均值，與預(yù)設(shè)的灰度閾值做比較，當(dāng)灰度平均值大于灰度閾值時，判斷噴煤支管無煤粉噴出；當(dāng)灰度平均值小于或等于灰度閾值時，判斷噴煤支管有煤粉噴出； 步驟四、測堵:接收噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，當(dāng)噴煤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)為正執(zhí)行噴煤動作，而步驟三得到判斷噴煤支管無煤粉噴出，則判斷噴煤支管堵塞 ； 步驟五、自動噴吹防堵:當(dāng)判斷噴煤支管堵塞時，則控制氣動吹掃閥完成對噴煤支管的自動吹掃。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的噴煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步驟二分為以下幾個步驟: 2.1、對采集到的圖像按幀編號:A[k] [j] [i],其中k為幀號，i為ー幀圖像的行號，j為一中貞圖像的列號； 2.2、對上述圖像采用基于時間尺度的中值濾波:從第I幀圖像開始，選定連續(xù)的m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到第一個中值濾波圖像B[l] [j] [i];每新采集到I幀圖像時選定包括新采集的圖像在內(nèi)的最后m幀圖像作為一組，對其進行中值濾波得到中值濾波圖像，即:第 X個中值濾波圖像B[x] [j] [i] = {A[x] [j] [i],A[x+l] [j] [i],……，A[x+m-2][j][i],A[x+m-l][j][i]}； 2.3、對X個中值濾波圖像采用基于時間尺度的均值濾波，得到時間均值濾波圖像
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于圖像處理的噴煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步驟三中選定噴煤支管出ロ處m*n的矩形區(qū)域作為圖像測堵的數(shù)據(jù)區(qū)，其中m為橫排像素個

數(shù)，n為豎排像素個數(shù)；灰度平均值
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的基于圖像處理的噴煤支管防堵方法，其特征在于:所述的步驟所述的步驟三中預(yù)設(shè)的灰度閾值取200。
10.根據(jù)權(quán)利要求6或7或8所述的基于圖像處理的噴煤支管防堵方法，其特征在于:所述的風(fēng)ロ為若干個，給每個風(fēng)ロ依次編號，每個風(fēng)ロ的測堵方法相同，當(dāng)判斷某個噴煤支管堵塞時，控制該噴煤支管對應(yīng)的氣動吹掃閥完成對噴煤支管的自動吹掃。
【文檔編號】G06T7/00GK103578114SQ201310603211
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年11月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月25日
【發(fā)明者】馬智慧, 任自宏, 李澤輝, 強健 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司