本申請涉及自動化生產(chǎn)，尤其是涉及一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高爐煉鋼的排料階段，需要在高爐的出鐵口處進行破口，使煉制好的鐵水流出，然后再對出鐵口處的破口進行封堵，封堵使用的設(shè)備為高爐泥炮，其作用是能夠迅速準(zhǔn)確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進入下一循環(huán)的作業(yè)。

2、高爐泥炮根據(jù)其動力類型分為汽動泥炮、電動泥炮和液壓泥炮，由于汽動泥炮的推力受一定條件的限制不能繼續(xù)加大推泥能力，因此在實踐中已被淘汰在生產(chǎn)上多采用電動泥炮及液壓泥炮。

3、為了實現(xiàn)快速封堵，高爐泥炮多采用抵進作業(yè)，這就導(dǎo)致高爐泥炮的工作環(huán)境較為惡劣，主要的影響因素是高溫和粉塵。為了解決該問題，高爐泥炮開始使用裝填機械手進行炮泥的裝填工作，和人工裝填相比，裝填機械手在裝填速度和重載工作方面具有相當(dāng)優(yōu)勢。

4、但是受限于工作環(huán)境，裝填機械手在識別裝填對象方面還是存在一定誤差，主要受到高溫和粉塵的影響，高溫會使圖像傳感器得到的圖像存在殘缺和畸變，粉塵會直接影響圖像質(zhì)量。采用高精度的圖像獲取方式在一定程度上能夠解決該問題，但是存在處理速度慢的問題，會影響高爐泥炮的封堵工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，使用偏振圖像進行初期的內(nèi)容識別與抓取，然后再使用合成處理方式來得到炮泥的輪廓特征，同時在合成處理過程中屏蔽粉塵干擾，用以取得更好的識別精度。

2、本申請的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，包括：

4、響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像，圖像包括多個偏振圖像；

5、使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征；

6、其中，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成，候補光源為單色光源。

7、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像包括：

8、在得到的多個偏振圖像中選取一張放置區(qū)域符合要求的偏振圖像，記為基礎(chǔ)偏振圖像；

9、在基礎(chǔ)偏振圖像上識別并得到特征區(qū)域；

10、使用特征區(qū)域?qū)ζ渌駡D像進行裁切，得到裁切偏振圖像，裁切偏振圖像的數(shù)量為多個；

11、使用基礎(chǔ)偏振圖像和裁切偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像。

12、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征包括：

13、在裁切偏振圖像上建立分析直線并基于分析直線建立特征曲線；

14、將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進行分解，得到特征曲線組；

15、確定特征曲線組中每一條子特征曲線的起始位置點和截止位置點并將得到的起始位置點和截止位置點標(biāo)注在分析直線上；

16、將位于基礎(chǔ)偏振圖像和裁切偏振圖像上對應(yīng)的分析直線合并，得到合并分析直線；

17、對合并分析直線上的位置線段進行合并處理，合并處理時，將位于其他位置線段上的位置線段進行刪除處理；

18、將剩余的位置線段在基礎(chǔ)偏振圖像上顯示，得到包含抓取目標(biāo)的特征圖像。

19、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進行分解包括：

20、將特征曲線分別加載到多個不同的采集窗口上，得到區(qū)別特征曲線，區(qū)別特征曲線的數(shù)量為多個；

21、對區(qū)別特征曲線進行快速傅里葉變換；

22、將經(jīng)過快速傅里葉變換的區(qū)別特征曲線進行相加和平均，得到特征曲線頻譜曲線；

23、使用特征曲線頻譜曲線生成小波并將生成的小波疊加到特征曲線上，確定與小波對應(yīng)的子特征曲線的起始位置點和截止位置點。

24、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，判斷偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度包括：

25、在繪制抓取目標(biāo)的外輪廓并計算外輪廓的區(qū)別特征，區(qū)別特征包括長度、寬度和圍攏區(qū)域面積；

26、使用區(qū)別特征確定抓取目標(biāo)的完整度；

27、其中，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，不進行使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成。

28、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，還需要將得到的抓取目標(biāo)與模型庫中的模型目標(biāo)進行比對，存在至少一個模型目標(biāo)與得到的抓取目標(biāo)相近時，不進行使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成。

29、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成時，再生成得到的偏振圖像的位置線段與觸發(fā)偏振圖像再生成時的位置線段位于自動化炮泥填充系統(tǒng)的同一段直線運動軌跡上。

30、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別裝置，包括：

31、圖像獲取單元，用于響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像，圖像包括多個偏振圖像；

32、圖像處理單元，用于使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征；

33、其中，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成，候補光源為單色光源。

34、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N自動化炮泥填充系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

35、一個或多個存儲器，用于存儲指令；以及

36、一個或多個處理器，用于從所述存儲器中調(diào)用并運行所述指令，執(zhí)行如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法。

37、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括：

38、程序，當(dāng)所述程序被處理器運行時，如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法被執(zhí)行。

39、第五方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機程序產(chǎn)品，包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計算設(shè)備運行時，如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法被執(zhí)行。

40、第六方面，本申請?zhí)峁┝艘环N芯片系統(tǒng)，該芯片系統(tǒng)包括處理器，用于實現(xiàn)上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，發(fā)送，或處理上述方法中所涉及的數(shù)據(jù)和/或信息。

41、該芯片系統(tǒng)，可以由芯片構(gòu)成，也可以包括芯片和其他分立器件。

42、在一種可能的設(shè)計中，該芯片系統(tǒng)還包括存儲器，該存儲器，用于保存必要的程序指令和數(shù)據(jù)。該處理器和該存儲器可以解耦，分別設(shè)置在不同的設(shè)備上，通過有線或者無線的方式連接，或者處理器和該存儲器也可以耦合在同一個設(shè)備上。

技術(shù)特征：

1.一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進行分解包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，判斷偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，還需要將得到的抓取目標(biāo)與模型庫中的模型目標(biāo)進行比對，存在至少一個模型目標(biāo)與得到的抓取目標(biāo)相近時，不進行使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成時，再生成得到的偏振圖像的位置線段與觸發(fā)偏振圖像再生成時的位置線段位于自動化炮泥填充系統(tǒng)的同一段直線運動軌跡上。

8.一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別裝置，其特征在于，包括：

9.一種自動化炮泥填充系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

10.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，方法包括響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像和使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補光源進行所述偏振圖像的再生成，候補光源為單色光源，圖像包括多個偏振圖像。本申請公開的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，使用偏振圖像進行初期的內(nèi)容識別與抓取，然后再使用合成處理方式來得到炮泥的輪廓特征，同時在合成處理過程中屏蔽粉塵干擾，用以取得更好的識別精度。

技術(shù)研發(fā)人員：杜鵬宇,蘭大偉,董運武,周鶴松,李棟,陳小陽,王棟,王天威,張立超
受保護的技術(shù)使用者：秦冶工程技術(shù)（北京）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19