本不變，由于燃燒負(fù)荷的變化發(fā)生大小變化，基于此，對(duì)步驟5中獲取的單幀圖像劃分區(qū)域，分為主要火焰區(qū)域和外圍區(qū)域，視頻圖像中因攝像頭觀火處結(jié)構(gòu)在圖像上火焰以圓形顯示，所以將單幀圖像的區(qū)域劃分為中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域；
[0068]步驟602，為減少運(yùn)算時(shí)間，對(duì)中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步。
[0069]步驟7，對(duì)各區(qū)域內(nèi)的各像素點(diǎn)采用同心圓不同半徑的方式實(shí)行環(huán)形采樣，通過調(diào)整圓心位置和半徑大小來調(diào)整采樣點(diǎn)，并對(duì)采樣點(diǎn)采用三原色單色分別灰度化的方法，獲得基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值，具體包括:
[0070]步驟701，圖像截取后，可以計(jì)算出劃分好區(qū)域的圖像內(nèi)像素點(diǎn)數(shù)量，如果逐點(diǎn)進(jìn)行處理，耗費(fèi)時(shí)間很長(zhǎng)，所以對(duì)部分點(diǎn)進(jìn)行處理作為分析使用；
[0071]對(duì)中心圓形區(qū)域，直接肉眼觀察其顏色基本一致，采樣時(shí)根據(jù)截取的中心圓尺寸，確定圓心和半徑，以圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，同樣采集一圈像素點(diǎn)，根據(jù)分析需求可以采集多圈像素點(diǎn)；
[0072]同樣，對(duì)于外圍環(huán)形區(qū)域，以中心圓形區(qū)域的圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，采集一圈像素點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)中外圍顏色變化趨勢(shì)較明顯，所以環(huán)形采樣時(shí)可以多半徑采集多圈像素點(diǎn)；
[0073]實(shí)際應(yīng)用中根據(jù)需求可以自由調(diào)整采樣的數(shù)量，數(shù)量多少將影響到處理的速度，即對(duì)燃燒響應(yīng)的實(shí)時(shí)性；
[0074]步驟702，圖像中三原色為紅、綠、藍(lán)，分別用R、G、B表示，如果R = G = B時(shí)，則彩色表示一種灰度顏色，其中R = G = B的值叫灰度值，因此，灰度圖像每個(gè)像素只需一個(gè)字節(jié)存放灰度值(又稱強(qiáng)度值、亮度值)，灰度范圍為0-255 ;
[0075]對(duì)采樣的像素點(diǎn)調(diào)用函數(shù)獲取R、G、B三種分量，以R為基準(zhǔn)，分別使G = R、B =R，得到基于R的灰度值，同理獲得G、B的灰度值，即得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值，并分別保存這些灰度值；
[0076]除此外，還可以采用平均值灰度化，即對(duì)三個(gè)分量的平均值作為新的分量值使R= G = B,達(dá)到灰度化的目的。
[0077]步驟8，設(shè)定一個(gè)火焰視頻圖像為基準(zhǔn)狀態(tài)，根據(jù)前述步驟獲得這個(gè)基準(zhǔn)狀態(tài)三色灰度值，將這個(gè)三色灰度值設(shè)定為灰度閾值，對(duì)實(shí)際燃燒情況下的火焰視頻圖像灰度處理后的各像素點(diǎn)進(jìn)行灰度閾值分析，判斷其灰度值是否大于該灰度閾值，具體包括:
[0078]步驟801，將鍋爐煤粉進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，獲得不同燃燒情況下的火焰視頻圖像，根據(jù)前述步驟將火焰視頻圖像處理后的像素點(diǎn)的分量作為基準(zhǔn)值，得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值；
[0079]步驟802，根據(jù)實(shí)驗(yàn)及長(zhǎng)期運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)，將某一燃燒情況下的火焰狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)該情況下的火焰視頻圖像得到的灰度值作為灰度閾值；
[0080]不同燃燒實(shí)驗(yàn)及經(jīng)驗(yàn)判定產(chǎn)生不同的灰度閾值，燃料的更換也需要進(jìn)行確定新的灰度閾值；
[0081]步驟803，根據(jù)得到的灰度閾值對(duì)燃燒情況進(jìn)行分析，判斷具體燃燒情況的灰度值是否大于該灰度閾值，如果大于該灰度閾值，則對(duì)該采樣點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。
[0082]步驟9，將分析的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理，具體包括:
[0083]步驟901，將步驟8中獲得的分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理；
[0084]步驟902，計(jì)算機(jī)調(diào)用socket，通過Modbus Tcp通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與第一攝像頭和第二攝像頭之間的數(shù)據(jù)交換；
[0085]步驟903，計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)表，將數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)上傳，并接收上層的數(shù)據(jù)。
[0086]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，包括: 步驟1，在煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝第一攝像頭，在所述煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝第二攝像頭，并使所述第一攝像頭和所述第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置； 步驟2，計(jì)算機(jī)通過多通道視頻采集卡接收所述第一攝像頭和所述第二攝像頭傳入的視頻信號(hào)； 步驟3，所述計(jì)算機(jī)通過所述多通道視頻采集卡的庫(kù)函數(shù)獲取視頻流信息并保存； 步驟4，對(duì)獲得的所述視頻流信息以固定頻率采樣為單幀圖像并保存； 步驟5，對(duì)采樣的所有單幀圖像進(jìn)行像素分解，獲取單幀圖像的邊界尺寸，并對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描獲取所有單幀圖像的各像素點(diǎn)的信息； 步驟6，對(duì)所述單幀圖像的各像素點(diǎn)的位置劃分中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域，對(duì)所劃分的區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步； 步驟7，對(duì)各區(qū)域內(nèi)的各像素點(diǎn)采用同心圓不同半徑的方式實(shí)行環(huán)形采樣，通過調(diào)整圓心位置和半徑大小來調(diào)整采樣點(diǎn)，并對(duì)采樣點(diǎn)采用三原色單色分別灰度化的方法，獲得基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值； 步驟8，設(shè)定一個(gè)火焰視頻圖像為基準(zhǔn)狀態(tài)，根據(jù)前述步驟獲得這個(gè)基準(zhǔn)狀態(tài)三色灰度值，將這個(gè)三色灰度值設(shè)定為灰度閾值，對(duì)實(shí)際燃燒情況下的火焰視頻圖像灰度處理后的各像素點(diǎn)進(jìn)行灰度閾值分析，判斷其灰度值是否大于該灰度閾值； 步驟9，將分析的結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟I具體包括: 步驟101，在所述煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝所述第一攝像頭，通過所述第一攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火時(shí)的初始火焰及火焰燃燒過程中的視頻； 步驟102，在所述煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝所述第二攝像頭，通過所述第二攝像頭拍攝鍋爐點(diǎn)火后主火焰燃燒過程中的視頻； 步驟103，調(diào)整所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的焦距，確保所述第一攝像頭和所述第二攝像頭可視區(qū)域內(nèi)的火焰視頻圖像清晰且位于整個(gè)視頻圖像的中央位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟2具體包括: 步驟201，在計(jì)算機(jī)的PC1-E擴(kuò)展插槽處安裝多通道視頻采集卡； 步驟202，通過視頻信號(hào)線纜將所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的視頻信號(hào)接入所述計(jì)算機(jī)； 步驟203，對(duì)所述多通道視頻采集卡獲得的視頻信號(hào)按通道號(hào)進(jìn)行視頻信號(hào)的采集。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟3具體包括: 步驟301，通過所述多通道視頻采集卡的庫(kù)函數(shù)獲取采集到的視頻信號(hào)的實(shí)時(shí)視頻流信息； 步驟302，保存所述的實(shí)時(shí)視頻流信息。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟4具體包括: 步驟401，調(diào)用所述多通道視頻采集卡的圖像截取函數(shù)，通過定時(shí)器設(shè)定固定時(shí)間間隔，以固定頻率截取所述實(shí)時(shí)視頻流信息為單幀圖像； 步驟402，根據(jù)所述第一攝像頭和所述第二攝像頭的可視區(qū)域，對(duì)截取的所述單幀圖像進(jìn)行保存。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟5具體包括: 步驟501，對(duì)保存的單幀圖像進(jìn)行像素分解，讀取單幀圖像的長(zhǎng)寬尺寸，即單幀圖像的邊界尺寸，計(jì)算出像素點(diǎn)的數(shù)量； 步驟502，對(duì)邊界尺寸內(nèi)的各個(gè)像素點(diǎn)逐行掃描并保存每個(gè)像素點(diǎn)的色彩信息。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟6具體包括: 步驟601，對(duì)步驟5中獲取的單幀圖像劃分區(qū)域，分為中心圓形區(qū)域和外圍環(huán)形區(qū)域，分別表示主要火焰區(qū)域和外圍區(qū)域； 步驟602，對(duì)所述中心圓形區(qū)域和所述外圍環(huán)形區(qū)域同時(shí)進(jìn)行下一步。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟7具體包括: 步驟701，對(duì)所述中心圓形區(qū)域，采樣時(shí)根據(jù)截取的中心圓尺寸，確定圓心和半徑，以圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，采集多圈像素點(diǎn)；對(duì)于所述外圍環(huán)形區(qū)域，以所述中心圓形區(qū)域的圓心為中心，在同半徑的位置360°取每個(gè)像素點(diǎn)作為待分析的點(diǎn)，調(diào)整半徑尺寸，采集多圈像素點(diǎn)； 步驟702，對(duì)采樣的像素點(diǎn)獲取R、G、B三種分量，以R為基準(zhǔn)，分別使G = R、B = R，得到基于R的灰度值，同理獲得G、B的灰度值，即得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值，并分別保存這些灰度值。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟8具體包括: 步驟801，將鍋爐煤粉進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)，獲得不同燃燒情況下的火焰視頻圖像，根據(jù)前述步驟將火焰視頻圖像處理后的像素點(diǎn)的分量作為基準(zhǔn)值，得到基于紅、綠、藍(lán)三色的灰度值； 步驟802，將某一燃燒情況下的火焰狀態(tài)作為基準(zhǔn)狀態(tài)，對(duì)該情況下的火焰視頻圖像得到的灰度值作為灰度閾值； 步驟803，根據(jù)得到的灰度閾值對(duì)燃燒情況進(jìn)行分析，判斷具體燃燒情況的灰度值是否大于該灰度閾值，如果大于該灰度閾值，則對(duì)該采樣點(diǎn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的火焰監(jiān)測(cè)方法，其特征在于，步驟9具體包括: 步驟901，將步驟8中獲得的分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理； 步驟902，所述計(jì)算機(jī)調(diào)用socket，通過Modbus Tcp通訊協(xié)議實(shí)現(xiàn)所述計(jì)算機(jī)與所述第一攝像頭和所述第二攝像頭之間的數(shù)據(jù)交換； 步驟903，所述計(jì)算機(jī)獲得數(shù)據(jù)交換的數(shù)據(jù)表，將所述數(shù)據(jù)表的數(shù)據(jù)上傳，并接收上層的數(shù)據(jù)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型煤粉鍋爐點(diǎn)火及燃燒時(shí)的火焰監(jiān)測(cè)方法，包括：在煤粉鍋爐爐頭與燃料進(jìn)入方向處安裝第一攝像頭，在煤粉鍋爐爐膛垂直于燃料進(jìn)入方向處安裝第二攝像頭；計(jì)算機(jī)接收攝像頭傳入的視頻信號(hào)；計(jì)算機(jī)獲取視頻流信息并保存；以固定頻率采樣為單幀圖像并保存；對(duì)單幀圖像進(jìn)行像素分解，獲取單幀圖像的各像素點(diǎn)信息；對(duì)各像素點(diǎn)的位置進(jìn)行分區(qū)處理；對(duì)各像素點(diǎn)進(jìn)行灰度處理；對(duì)灰度處理后的各像素點(diǎn)進(jìn)行灰度閾值分析；將分析結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)包處理。本發(fā)明的有益效果：對(duì)傳入計(jì)算機(jī)的視頻圖像進(jìn)行數(shù)字化處理，對(duì)數(shù)字信息內(nèi)容的分析處理，得到火焰三色灰度值并分析給出信號(hào)，獲取當(dāng)前燃燒的情況，將燃燒情況傳到鍋爐控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)監(jiān)控。
【IPC分類】H04N7/18, F23M11/04
【公開號(hào)】CN105227905
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510535061
【發(fā)明人】呂晉寧, 商允沛, 王斐, 王彥名
【申請(qǐng)人】瑞福威（北京）科技有限公司
【公開日】2016年1月6日
【申請(qǐng)日】2015年8月27日