CN112404384B - 连铸铸坯移动追踪系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种连铸铸坯移动追踪系统及方法，该系统包括：图像采集模块，采集各铸坯辊道的图像序列；识别模块，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域；分析模块，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据；追踪模块，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。本发明采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该系统结构简单，易于安装、维护和维修，且有很高的容错性。

Description

连铸铸坯移动追踪系统及方法

技术领域

本发明涉及冶金连铸生产技术领域，尤其是涉及一种连铸铸坯移动追踪系统及方法。

背景技术

在连铸生产过程中，多流生产时，比较常见的场景是连铸坯只有一流有出口到下一个。例如，6流生产，只有5流辊道上有出口，其它流辊道上的铸坯到达挡板处后，需要经过钩机提升，水平移动至5流位置放下，然后经5流辊道出口送出去称重。系统需要实时追踪当前称重的铸坯来自于1-6流中的哪一流。铸坯除了被送去5流称重外，还可能被送去铸坯冷床。同样的场景存在于下游工序为轧制的情况，往往通过一个直送辊道连接铸机与轧轧制生产线，需要知道当前轧制的铸坯来自于哪一流，以便对轧制质量影响因素进行分析。

目前，自控追踪铸坯移动、并持续记录有以下两种方式：

1)通过追踪钩机的动作，进行铸坯移动的追踪。

追踪钩机的控制信号，如提升、水平移动、放下等动作，由此追踪钢坯移动及去向。此种方式需要钩机位置(到达每一流)能够追踪、动作能够被实时读取。此种方法对于改造的系统极少能够适用，因多数钩机只提供操作装置，不提供动作读取数据接口供其它程序使用，难以实施，且容错性低。

2)安装热探测器，对铸坯移动进行追踪。

通过热探测器(温度检测探测器)的方式追踪各流位置铸坯的有无，通过各流铸坯有无的变化，来判断铸坯的去向。该铸坯追踪方法的缺点在于抗干扰能力差，容易出错，例如：铸坯除了去5流外，还可能直接被钩去冷床，不放至5流送去称重，同时传感器可能偶尔出错检测不到铸坯，这会导致后续追踪连续出错。在某些现场观测，各种随机因素导致追踪准确度不到40％，即追踪准确率不高；另外，系统安装维护复杂，同时要保证6个温度传感器可靠工作，在高温辐射环境中布线、维修，整体的施工维护比较复杂，导致结构复杂，难以安装、维护和维修。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种连铸铸坯移动追踪系统，该系统采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该系统结构简单，易于安装、维护和维修，且有很高的容错性。

为此，本发明的第二个目的在于提出一种连铸铸坯移动追踪方法。

为实现上述目的，本发明第一方面的实施例公开了一种连铸铸坯移动追踪系统，包括：图像采集模块，用于采集各铸坯辊道的图像序列；识别模块，用于识别所述图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域；分析模块，用于对每个所述铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据；追踪模块，用于根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。

根据本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统，采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该系统采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该系统结构简单，易于安装、维护和维修，且有很高的容错性。

另外，本发明上述实施例的连铸铸坯移动追踪系统还可以包括如下附加技术特征：

在一些示例中，所述特征变化数据包括：所述铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据；所述追踪模块根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息。

在一些示例中，所述追踪模块根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且所述亮度质心向上或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向上或向前移动离开所述当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；所述铸坯离开所述当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于所述预设阈值，且所述亮度质心向下或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向下或向前移动放入所述目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识。根据所述第一移动标识和第二移动标识生成所述铸坯运动事件序列。

在一些示例中，所述追踪模块根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息，包括：所述铸坯放入所述目标铸坯识别区域后，若所述目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且所述亮度质心沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯离开所述目标铸坯识别区域，根据所述第一移动标识确定对应于所述铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对所述铸坯的移动追踪。

在一些示例中，还包括：存储及显示模块，用于存储并显示所述第一移动标识、第二移动标识、所述铸坯对应的铸坯辊道的流号和所述像素占比变化数据，以及去往下个工序铸坯流号编号。

为实现上述目的，本发明第二方面的实施例公开了一种连铸铸坯移动追踪方法，包括以下步骤：采集各铸坯辊道的图像序列；识别所述图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域；对每个所述铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据；根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。

根据本发明实施例的连铸铸坯移动追踪方法，采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该方法采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该方法易于实现，有很高的容错性。

另外，本发明上述实施例的连铸铸坯移动追踪方法还可以包括如下附加技术特征：

在一些示例中，所述特征变化数据包括：所述铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据；所述根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息。

在一些示例中，所述根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且所述亮度质心向上或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向上或向前移动离开所述当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；所述铸坯离开所述当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于所述预设阈值，且所述亮度质心向下或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向下或向前移动放入所述目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识。

在一些示例中，所述根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息，包括：所述铸坯放入所述目标铸坯识别区域后，若所述目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且所述亮度质心沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯离开所述目标铸坯识别区域，根据所述第一移动标识确定对应于所述铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对所述铸坯的移动追踪。

在一些示例中，还包括：存储并显示所述第一移动标识、第二移动标识、所述铸坯对应的铸坯辊道的流号和所述像素占比变化数据，以及去往下个工序铸坯流号编号。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明一个实施例的连铸铸坯移动追踪系统的结构示意图；

图2是根据本发明一个具体实施例的铸坯识别区域标定与划分示意图；

图3是根据本发明一个具体实施例的图像采集模块的安装位置示意图；

图4a至图4f是根据本发明一个具体实施例的3流铸坯移动追踪过程示意图；

图5a至图5c是根据本发明一个具体实施例的5流铸坯移动追踪过程示意图；

图6是根据本发明一个实施例的连铸铸坯移动追踪方法的流程图。

附图标记：

1-钢包；2-中间包；3-结晶器；4-连铸扇形段；5-切割机；6-各流辊道；7-连铸坯；8-钩机搬运机构；100-连铸铸坯移动追踪系统；110-图像采集模块；120-识别模块；130-分析模块；140-追踪模块。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图6描述根据本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统及方法。

图1是根据本发明一个实施例的连铸铸坯移动追踪系统的结构示意图。如图1所示，该连铸铸坯移动追踪系统100，包括：图像采集模块110、识别模块120、分析模块130和追踪模块140。

具体的，图像采集模块110，用于采集各铸坯辊道的图像序列。

在具体示例中，图像采集模块110例如包括通用视频摄像头，即采用通用视频摄像头获得各铸坯辊道的实时图像，形成各铸坯辊道图像序列。可以理解的是，各铸坯辊道图像序列中包括铸坯移动的图像。其中，通用视频摄像头可安装至远距离，避免进行高温、热辐射防护，增加成本。进一步地，视频摄像头可将所采集的图像序列以固定间隔传输至识别模块120。

通用视频摄像头例如为工业用监控摄像机，其分辨率为480*372像素，可以覆盖各流铸坯辊道，即包括各铸坯移动的区域。

在具体实施例中，图像采集模块110在连铸机系统中的具体布置位置例如图3所示。具体的，在图3中，连铸机系统例如包括：钢包1、中间包2、结晶器3、连铸扇形段4、切割机5、各流辊道6和连铸坯7和钩机搬运机构8。钩机搬运机构8用于通过钩取和放下铸坯，进行铸坯的移动和搬运。图像采集模块110例如设置在各流辊道6的上方，并且其拍摄范围覆盖各流辊道6，从而，铸坯在各流辊道6中移动时，通过图像采集模块110可连续拍摄其视角范围内的各流辊道6的图像序列。在图3中，展示了6流连铸机生产过程示意，图像采集模块110安装在切割完成以后的6流辊道上方，从而可以拍摄完整的6流辊道上的图像序列。

识别模块120，用于识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域。

具体的，即在每个铸坯辊道上均预先设定一个铸坯识别区域。铸坯识别区域例如与铸坯挡板相邻，铸坯在铸坯辊道上移动时，达到挡板时停止移动，此时，铸坯位于该铸坯辊道对应的铸坯识别区域内。

在具体示例中，铸坯识别区域为采集图像中固定的区域，例如图2所示。在系统工作时，需要对铸坯识别区域的位置及边界进行配置，铸坯识别区域的个数匹配检测流的个数，即铸坯识别区域的个数与铸坯辊道的数量相对应。在图2所示示例中，以6流生成为例，11、12、13、14、15、16对应分别为1流辊道、2流辊道、3流辊道、4流辊道、5流辊道、6流辊道上设定的铸坯识别区域，10为采集得到的各铸坯辊道的图像序列。

分析模块130，用于对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据。具体的，当各铸坯辊道上的铸坯达到该铸坯辊道对应的铸坯识别区域时，会对该铸坯识别区域内的特征产生影响，从而发生特征变化，对这些特征变化进行分析，以获取对应的特征变化数据。

追踪模块140，用于根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。具体的，即对各铸坯辊道的铸坯识别区域的特征变化进行分析，得到相应的特征变化数据，对这些特征变化数据进行分析，可对应得到各铸坯辊道上铸坯的移动追踪信息。

换言之，即可采用通用视频摄像头获得各铸坯辊道的现场实时图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道对应的铸坯识别区域，分析各铸坯识别区域的特征变化，进而判断各铸坯的移动过程和铸坯状态，通过逻辑状态对铸坯流号进行移动追踪，实现铸坯移动追踪。

从而，本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统100，可采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该系统100采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该系统100结构简单，易于安装、维护和维修，且有很高的容错性。

在本发明的一个实施例中，特征变化数据可包括：铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据。追踪模块140根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息的过程，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息。

具体而言，即分析各铸坯识别区域内的像素占比变化和亮度质心变化，根据得到的像素占比变化和亮度质心变化，得到该铸坯识别区域内的铸坯运动事件序列，进而，根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息。

在具体实施例中，铸坯在各铸坯辊道上的移动过程例如可包括：铸坯移动进入其所在铸坯辊道的铸坯识别区域、铸坯被提升离开该铸坯识别区域、铸坯被放下进入目标铸坯识别区域等。可根据各铸坯识别区域内铸坯运动事件序列，进行特征分析，进行铸坯移动信息的判断。以6流生产为例，其中的3流辊道上的铸坯运动事件序列为：3u(3流位置提升)->5d(5流位置放下)-5l(5流位置前移离开)则判断为3流铸坯去下一道工序(如称重)。如果经历5e(5流前移进入)-5l(5流位置前移离开)，则判断为5流铸坯去下一道工序(如称重)，从而通过各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列据铸坯；根运动事件序列，即可得到铸坯的移动追踪信息。

更为具体的，例如在各铸坯辊道的尾部设置铸坯识别区域。当铸坯到位或者下落后，该铸坯识别区域被占满，当铸坯向上提起后，该铸坯识别区域被清空。铸坯在提起横移过程中不占用其它流次的铸坯识别区域。通过对铸坯识别区域内像素的动态分析(包括像素占比分析和亮度质心分析)，能够识别铸坯进入和离开以及提升和下落的移动过程，然后根据移动过程和铸坯状态进行逻辑判断，实现铸坯移动追踪。

在本发明的一个实施例中，追踪模块140根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列的过程，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且亮度质心向上或沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯向上或向前移动离开当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；铸坯离开当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于预设阈值，且亮度质心向下或沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯向下或向前移动放入目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识。根据第一移动标识和第二移动标识生成铸坯运动事件序列。

具体而言，即当前铸坯识别区域的像素占比逐渐降低且低于预设阈值，且亮度质心向上或沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯被以向上提起(如被钩机勾起)或向前移动的方式离开当前铸坯识别区域，此时记录相应的第一移动标识，以表示该铸坯当前的移动过程；进一步地，铸坯离家当前铸坯识别区域，如铸坯被以向上提起(如被钩机勾起)或向前移动的方式离开当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐升高且高于预设阈值，且亮度质心向下或沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯以向下落下(如被钩机放下)或向前移动的方式放入目标铸坯识别区域，此时记录相应的第二移动标识，以表示该铸坯当前的移动过程。进而，根据第一移动标识和第二移动标识生成铸坯运动事件序列，以表示该铸坯整个移动过程，从而实现该铸坯的移动追踪。其中，目标铸坯识别区域为预先选定的目标铸坯辊道对应的铸坯识别区域，该目标铸坯辊道例如具有出口，其他流铸坯辊道上的铸坯可移动至该目标铸坯辊道上，经过目标铸坯识别区域后，由出口输出至下一工序，如称重等。

在本发明的一个实施例中，追踪模块140根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息的过程，包括：铸坯放入目标铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且亮度质心沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯离开目标铸坯识别区域，根据第一移动标识确定对应于铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对铸坯的移动追踪。

具体而言，即当铸坯被放入目标铸坯识别区域后，对目标铸坯识别区域内的特征变化进行分析，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且亮度质心沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯被提起或向前移动离开目标识别区域，如可能被送往下一个工序，如称重等。此时，该铸坯的在铸坯辊道上的移动过程结束，则根据第一移动标识确定该铸坯对应的铸坯辊道的流号，以标识该铸坯的来源，从而实现对铸坯的移动追踪。

在本发明的一个实施例中，该连铸铸坯移动追踪系统100还包括：存储及显示模块(图中未示出)。

存储及显示模块，用于存储并显示第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号。即，存储及显示模块可存储第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号，用于后续数据分析及追溯使用。同时，可显示第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号，实现对铸坯整个移动过程的追踪和显示，便于用户直观的观察和了解。

在具体示例中，例如将追踪铸坯流号存入流号数据栈，铸坯称重后，将流号数据栈内的流号结合称重信息后，存入铸坯数据库。

为了更好的理解铸坯追踪过程，以下结合具体实施例，以连铸生产共6流，称重辊道在第5流上的场景为例，对铸坯追踪过程进行示例性描述。

在具体实施例中，除5流外的其它流次铸坯移动追踪流程相同，此处以3流为例进行说明。结合图4a至图4f所示，3流辊道上的铸坯移动追踪过程包括：

1)如图4a所示，3流辊道上的铸坯进入3流辊道对应的铸坯识别区域，该铸坯识别区域内的像素占比超过预设阈值，此时，3流辊道上的铸坯被识别。

2)如图4b所示，铸坯被勾机勾起，向上提升离开3流辊道对应的铸坯识别区域，此时，该铸坯识别区域的像素占比逐渐降低，当像素占比低于预设阈值，且亮度质心向上移动时，判断铸坯被勾机提起，在显示图像的左上角标识变为3u，即第一移动标识，表示3流辊道上的铸坯被提起离开3流铸坯辊道的铸坯识别区域。

3)如图4c所示，勾机控制铸坯移动到5流辊道上方，准备下降放置铸坯，铸坯将被放置在5流辊道的铸坯识别区域，即目标铸坯识别区域。

4)如图4d和图4e所示，铸坯下降，5流辊道的铸坯识别区域，即目标铸坯识别区域从上至下被占满，其像素占比逐渐增大，当5流辊道的铸坯识别区域的像素占比超过预设阈值，且5流辊道的铸坯识别区域的亮度质心向下移动时，判断铸坯被放下，系统将显示画面左上角的3u标识进行临时存储后，将标识更改为5d，即第二移动标识，表示铸坯被放置到5流辊道的铸坯识别区域，即目标铸坯识别区域。

5)如图4f所示，铸坯前进，离开5流辊道的铸坯识别区域，即离开目标铸坯识别区域，去往下一个工序。5流辊道的铸坯识别区域清空后，将临时存储的流号标识3u中的流号数3显示在画面右上角，画面左上角的标识不变化，追踪流程结束，至此，完成3流辊道上的铸坯移动追踪。

如前所述，除5流辊道，即目标流辊道外的其它流次(如1、2、3、4、6流辊道)铸坯移动追踪流程相同，即1、2、4、6流辊道铸坯移动追踪流程与上述3流辊道铸坯移动追踪流程相同，此处不再一一列举赘述。

在具体实施例中，5流辊道铸坯移动追踪与其它流次稍有区别，5流辊道铸坯不需要勾机进行搬运，因此只有三个追踪流程。结合图5a至图5c所示，5流辊道上的铸坯移动追踪过程包括：

1)如图5a所示，5流辊道的铸坯将要进入5流道次，其它流次铸坯等待。

2)如图5b所示，铸坯进入5流辊道的铸坯识别区域，该铸坯识别区域内的像素占比随之增大，当该铸坯识别区域的像素占比超过预设阈值，且亮度质心向左前移动时，5流铸坯被识别，显示画面左上角标识变为5e，即第一标识，表示5流辊道上的铸坯被向前移动送至5流辊道的铸坯识别区域。

3)如图5c所示，铸坯前进，离开5流铸坯识别区域，前往下一个工序。该铸坯识别区域清空，且亮度质心向左前方移动，将流号数5显示在画面右上角，画面左上角的标识不变化，追踪流程结束，至此，完成5流辊道上的铸坯移动追踪。

进一步地，在各流铸坯辊道铸坯移动追踪完成后，通过存储及显示模块存储和显示相关的铸坯移动追踪数据。诸如，存储并显示第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号。

在具体实施例中，存储及显示模块例如可包括显示界面，显示界面显示的内容可包括：系统操作及状态标识，图像区域，追踪方式选择，追踪数据栈操作和信息提示框。

具体的，状态标识为绿色时，表示系统正常，系统工作过程中；状态标识为黄色时，表示系统警告；状态标识红色表示系统报警。

图像区域包括移动标识(如第一移动标识和第二移动标识)，铸坯追踪标识，铸坯识别区域，铸坯识别区域的像素占比。

移动标识位于显示界面的显示图像的左上角，表示铸坯移动过程的识别。标识由数字和字母组成，数字范围例如1-6，代表铸坯流号，字母包括u代表铸坯被提起，d代表铸坯被放下，e代表5流铸坯进入。铸坯追踪标识位于显示界面的显示图像的右上角，范围为1-6的数字表示铸坯移动追踪的流号。

铸坯识别区域位于铸坯辊道的尾部，用来对铸坯的移动过程进行识别和追踪逻辑判断。铸坯识别区域的像素占比可显示在铸坯识别区域的旁边，由数字、冒号和一个浮点数组成。冒号前的1-6数字代表流号，冒号后的浮点数表示识别区域的占比值，范围为0.0-100％。

追踪方式选择可包括原系统跟踪、视觉跟踪和手动确认三种追踪方式，可在系统运行过程中进行切换，从而可提供丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，提高了适用性和容错性。原系统跟踪是通过原系统温度传感器识别的方式进行铸坯追踪。视觉跟踪是通过摄像头机器视觉识别的方式进行铸坯移动追踪。手动确认是在铸坯称重后，系统弹出流号选择对话框，由人工手动选择的方式进行铸坯流号的确认。

作为具体的实施例，以图像采集模块110使用通用视频摄像头为例，描述本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统100的具体应用场景和使用流程，具体包括：

1)通用视频摄像头上电，在计算机上打开连铸铸坯移动追踪系统100。

2)连铸铸坯移动追踪系统100连接通用视频摄像头和铸坯数据库，连接成功后，连接状态指示灯变为绿色。

3)连铸铸坯移动追踪系统100无故障，连接正常，将系统状态信号写入铸坯数据库。

4)连铸铸坯移动追踪系统100自动进入工作状态，开始铸坯移动追踪。

5)铸坯移动追踪结束，连铸铸坯移动追踪系统100退出。其中，在显示界面可提供“铸坯移动追踪系统”按钮，点击“铸坯移动追踪系统”按钮，弹出系统退出确认框，进行确认后，退出连铸铸坯移动追踪系统100。

综上，在本发明的实施例中，采用通用视频摄像头获得铸坯现场实时图像，连铸铸坯移动追踪系统100分析图像中的铸坯特征，设定铸坯识别区域，分析铸坯识别区域内像素占比的变化，以判断铸坯的移动过程和铸坯状态，进而通过逻辑状态对铸坯流号进行移动追踪。即，通过图像视觉方式进行铸坯移动追踪，能够采取丰富多样的方法进行铸坯移动过程和状态识别，通过区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，追踪逻辑更加合理，在具体测试示例中，追踪准确率超过99％。

根据本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统，采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该系统采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该系统结构简单，易于安装、维护和维修，且有很高的容错性。

本发明的进一步实施例还提出了一种连铸铸坯移动追踪方法。

图6是根据本发明一个实施例的连铸铸坯移动追踪方法的流程图。如图6所示，该连铸铸坯移动追踪方法，包括以下步骤：

步骤S1：采集各铸坯辊道的图像序列。

在具体示例中，可采用通用视频摄像头获得各铸坯辊道的实时图像，形成各铸坯辊道图像序列。可以理解的是，各铸坯辊道图像序列中包括铸坯移动的图像。其中，通用视频摄像头可安装至远距离，避免进行高温、热辐射防护，增加成本。

步骤S2：识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域。

具体的，即在每个铸坯辊道上均预先设定一个铸坯识别区域。铸坯识别区域例如与铸坯挡板相邻，铸坯在铸坯辊道上移动时，达到挡板时停止移动，此时，铸坯位于该铸坯辊道对应的铸坯识别区域内。

步骤S3：对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据。具体的，当各铸坯辊道上的铸坯达到该铸坯辊道对应的铸坯识别区域时，会对该铸坯识别区域内的特征产生影响，从而发生特征变化，对这些特征变化进行分析，以获取对应的特征变化数据。

步骤S4：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。具体的，即对各铸坯辊道的铸坯识别区域的特征变化进行分析，得到相应的特征变化数据，对这些特征变化数据进行分析，可对应得到各铸坯辊道上铸坯的移动追踪信息。

换言之，即可采用通用视频摄像头获得各铸坯辊道的现场实时图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道对应的铸坯识别区域，分析各铸坯识别区域的特征变化，进而判断各铸坯的移动过程和铸坯状态，通过逻辑状态对铸坯流号进行移动追踪，实现铸坯移动追踪。

从而，本发明实施例的连铸铸坯移动追踪方法，可采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该方法采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该方法易于实现，且有很高的容错性。

在本发明的一个实施例中，特征变化数据可包括：铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据。根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息的过程，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息。

具体而言，即分析各铸坯识别区域内的像素占比变化和亮度质心变化，根据得到的像素占比变化和亮度质心变化，得到该铸坯识别区域内的铸坯运动事件序列，进而，根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息。

在具体实施例中，铸坯在各铸坯辊道上的移动过程例如可包括：铸坯移动进入其所在铸坯辊道的铸坯识别区域、铸坯被提升离开该铸坯识别区域、铸坯被放下进入目标铸坯识别区域等。可根据各铸坯识别区域内铸坯运动事件序列，进行特征分析，进行铸坯移动信息的判断。以6流生产为例，其中的3流辊道上的铸坯运动事件序列为：3u(3流位置提升)->5d(5流位置放下)-5l(5流位置前移离开)则判断为3流铸坯去下一道工序(如称重)。如果经历5e(5流前移进入)-5l(5流位置前移离开)，则判断为5流铸坯去下一道工序(如称重)，从而通过各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列据铸坯；根运动事件序列，即可得到铸坯的移动追踪信息。

更为具体的，例如在各铸坯辊道的尾部设置铸坯识别区域。当铸坯到位或者下落后，该铸坯识别区域被占满，当铸坯向上提起后，该铸坯识别区域被清空。铸坯在提起横移过程中不占用其它流次的铸坯识别区域。通过对铸坯识别区域内像素的动态分析(包括像素占比分析和亮度质心分析)，能够识别铸坯进入和离开以及提升和下落的移动过程，然后根据移动过程和铸坯状态进行逻辑判断，实现铸坯移动追踪。

在本发明的一个实施例中，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列的过程，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且亮度质心向上或沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯向上或向前移动离开当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；铸坯离开当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于预设阈值，且亮度质心向下或沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯向下或向前移动放入目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识。根据第一移动标识和第二移动标识生成铸坯运动事件序列。

具体而言，即当前铸坯识别区域的像素占比逐渐降低且低于预设阈值，且亮度质心向上或沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯被以向上提起(如被钩机勾起)或向前移动的方式离开当前铸坯识别区域，此时记录相应的第一移动标识，以表示该铸坯当前的移动过程；进一步地，铸坯离家当前铸坯识别区域，如铸坯被以向上提起(如被钩机勾起)或向前移动的方式离开当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐升高且高于预设阈值，且亮度质心向下或沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯以向下落下(如被钩机放下)或向前移动的方式放入目标铸坯识别区域，此时记录相应的第二移动标识，以表示该铸坯当前的移动过程。进而，根据第一移动标识和第二移动标识生成铸坯运动事件序列，以表示该铸坯整个移动过程，从而实现该铸坯的移动追踪。其中，目标铸坯识别区域为预先选定的目标铸坯辊道对应的铸坯识别区域，该目标铸坯辊道例如具有出口，其他流铸坯辊道上的铸坯可移动至该目标铸坯辊道上，经过目标铸坯识别区域后，由出口输出至下一工序，如称重等。

在本发明的一个实施例中，根据铸坯运动事件序列，得到铸坯的移动追踪信息的过程，包括：铸坯放入目标铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且亮度质心沿铸坯前进方向移动，则判定铸坯离开目标铸坯识别区域，根据第一移动标识确定对应于铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对铸坯的移动追踪。

具体而言，即当铸坯被放入目标铸坯识别区域后，对目标铸坯识别区域内的特征变化进行分析，若目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且亮度质心沿铸坯前进方向移动，则判定该铸坯被提起或向前移动离开目标识别区域，如可能被送往下一个工序，如称重等。此时，该铸坯的在铸坯辊道上的移动过程结束，则根据第一移动标识确定该铸坯对应的铸坯辊道的流号，以标识该铸坯的来源，从而实现对铸坯的移动追踪。

在本发明的一个实施例中，该连铸铸坯移动追踪方法，还包括：存储并显示第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号。具体的，可通过存储及显示模块存储第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号，用于后续数据分析及追溯使用。同时，可存储及显示模块显示第一移动标识、第二移动标识、铸坯对应的铸坯辊道的流号和像素占比变化数据，以及去往下个工序(如称重)铸坯流号编号，实现对铸坯整个移动过程的追踪和显示，便于用户直观的观察和了解。

在具体示例中，例如将追踪铸坯流号存入流号数据栈，铸坯称重后，将流号数据栈内的流号结合称重信息后，存入铸坯数据库。

需要说明的是，本发明实施例的连铸铸坯移动追踪方法的具体实现方式与本发明实施例的连铸铸坯移动追踪系统的具体实现方式类似，具体请参见系统部分的描述，为了减少冗余，此处不再赘述。

根据本发明实施例的连铸铸坯移动追踪方法，采集各铸坯辊道的图像序列，识别图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域，对每个铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，进而，根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息。从而，该方法采用图像视觉识别的方式，检测铸坯移动过程和位置状态，能够通过丰富多样的手段进行铸坯移动过程和状态识别，从而实现铸坯移动追踪，采用区域特征识别代替了点位识别，使追踪判断条件更加准确和稳定，使追踪逻辑更加合理，从而提高追踪准确率，同时，该方法易于实现，有很高的容错性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种连铸铸坯移动追踪系统，其特征在于，包括：

图像采集模块，用于采集各铸坯辊道的图像序列；

识别模块，用于识别所述图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域；

分析模块，用于对每个所述铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，所述特征变化数据包括：所述铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据；

追踪模块，用于根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息；

其中，所述追踪模块根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且所述亮度质心向上或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向上或向前移动离开所述当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；所述铸坯离开所述当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于所述预设阈值，且所述亮度质心向下或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向下或向前移动放入所述目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识；根据所述第一移动标识和第二移动标识生成所述铸坯运动事件序列。

2.根据权利要求1所述的连铸铸坯移动追踪系统，其特征在于，所述追踪模块根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息，包括：

所述铸坯放入所述目标铸坯识别区域后，若所述目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且所述亮度质心沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯离开所述目标铸坯识别区域，根据所述第一移动标识确定对应于所述铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对所述铸坯的移动追踪。

3.根据权利要求2所述的连铸铸坯移动追踪系统，其特征在于，还包括：

存储及显示模块，用于存储并显示所述第一移动标识、第二移动标识、所述铸坯对应的铸坯辊道的流号和所述像素占比变化数据，以及去往下个工序铸坯流号编号。

4.一种连铸铸坯移动追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集各铸坯辊道的图像序列；

识别所述图像序列中各铸坯辊道上设定的铸坯识别区域；

对每个所述铸坯识别区域的特征变化进行分析，获取对应的特征变化数据，所述特征变化数据包括：所述铸坯识别区域内的像素占比变化数据和亮度质心变化数据；

根据各铸坯识别区域的特征变化数据，输出各铸坯辊道上的铸坯的移动追踪信息，包括：根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列；根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息；

其中，所述根据各铸坯识别区域的特征变化数据，得到铸坯运动事件序列，包括：若当前铸坯识别区域的像素占比低于预设阈值，且所述亮度质心向上或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向上或向前移动离开所述当前铸坯识别区域，并记录相应的第一移动标识；所述铸坯离开所述当前铸坯识别区域后，若目标铸坯识别区域的像素占比高于所述预设阈值，且所述亮度质心向下或沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯向下或向前移动放入所述目标铸坯识别区域，并记录相应的第二移动标识；根据所述第一移动标识和第二移动标识生成所述铸坯运动事件序列。

5.根据权利要求4所述的连铸铸坯移动追踪方法，其特征在于，所述根据所述铸坯运动事件序列，得到所述铸坯的移动追踪信息，包括：

所述铸坯放入所述目标铸坯识别区域后，若所述目标铸坯识别区域的像素占比逐渐降低至0且所述亮度质心沿所述铸坯前进方向移动，则判定所述铸坯离开所述目标铸坯识别区域，根据所述第一移动标识确定对应于所述铸坯的铸坯辊道的流号，以实现对所述铸坯的移动追踪。

6.根据权利要求5所述的连铸铸坯移动追踪方法，其特征在于，还包括：

存储并显示所述第一移动标识、第二移动标识、所述铸坯对应的铸坯辊道的流号和所述像素占比变化数据，以及去往下个工序铸坯流号编号。

Images