CN113739709A - 一种烧结料层厚度的在线检测方法及在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种烧结料层厚度的在线检测方法及在线检测系统，其中，该在线检测方法包括如下步骤：步骤S1，拍摄获取装有烧结料的烧结台车的实时图像；步骤S2，在所述实时图像中标记预设的若干基准点；步骤S3，通过各所述基准点确定所述烧结台车内壁的横断面；步骤S4，确定烧结料层的顶面与所述横断面的相交线；步骤S5，通过各所述基准点与所述相交线形成的几何模型以及各所述基准点的基准高度值计算所述相交线上的选定点所对应的高度值。上述在线检测方法及在线检测系统可以对烧结料层厚度进行检测。

Description

一种烧结料层厚度的在线检测方法及在线检测系统

技术领域

本发明涉及烧结检测技术领域，具体涉及一种烧结料层厚度的在线检测方法及在线检测系统。

背景技术

料层厚度是烧结生产中的一项重要参数，也是考核烧结操作的重要指标之一，而随着炼铁技术的发展，高炉对烧结矿的要求不断提高，烧结操作中对料层厚度的调整越来越重要。

因此，如何对烧结料层厚度进行检测仍是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种烧结料层厚度的在线检测方法及在线检测系统，可以对烧结料层厚度进行检测。

为解决上述技术问题，本发明提供一种烧结料层厚度的在线检测方法，包括如下步骤：步骤S1，拍摄获取装有烧结料的烧结台车的实时图像；步骤S2，在所述实时图像中标记预设的若干基准点；步骤S3，通过各所述基准点确定所述烧结台车内壁的横断面；步骤S4，确定烧结料层的顶面与所述横断面的相交线；步骤S5，通过各所述基准点与所述相交线形成的几何模型以及各所述基准点的基准高度值计算所述相交线上的选定点所对应的高度值。

烧结台车内壁的横断面是指烧结台车的内壁在垂直于烧结台车运行方向上的断面，通过预设的基准点可以在实时图像上确定该横断面，进而可以确定烧结料层的顶面与横断面的相交线，本发明实施例所要测定的烧结料层厚度实际即为相交线上各点与烧结台车内壁的底壁的相对距离。在横断面和相交线所组合形成的几何模型中，各基准点的基准高度值是已知的，通过相似准则可以容易地确定相交线上的选定点所对应的高度值，进而可以确定选定点处的烧结料层的厚度。

可选地，在所述步骤S2之前还包括步骤S01-步骤S05；步骤S01，在空的烧结台车的设定横断面的第一侧边选取第一上基准点和第一下基准点，在所述设定横断面的第二侧边选取第二上基准点和第二下基准点，所述基准点包括所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点；步骤S02，获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准高度值；步骤S03，在所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点设置显影标识；步骤S04，拍摄包含所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准图像；步骤S05，获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点在所述基准图像中的第一基准坐标位置；所述步骤S2中的所述在所述实时图像中标记预设的若干基准点包括：通过所述第一基准坐标位置在所述实时图像中标记所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点。

可选地，在所述步骤S04之后还包括步骤S06-步骤S08；步骤S06，对所述第一上基准点和所述第二上基准点进行连线，以获得上基准线，对所述第一下基准点和所述第二下基准点进行连线，以获得下基准线；步骤S07，对所述上基准线进行等分，以获得上等分点，对所述下基准线进行等分，以获得下等分点，所述基准点还包括所述上等分点和所述下等分点；步骤S08，获取所述上等分点和所述下等分点在所述基准图像中的第二基准坐标位置；所述步骤S2中的所述在所述实时图像中标记预设的若干基准点还包括：通过所述第二基准坐标位置在所述实时图像中标记所述上等分点和所述下等分点。

可选地，所述第一下基准点为所述第一侧边和所述设定横断面的底边的交点，所述第二下基准点为所述第二侧边和所述底边的交点；和/或，所述第一上基准点为所述第一侧边的顶点，所述第二上基准点为所述第二侧边的顶点。

可选地，所述选定点为所述相交线的四等分点。

本发明还提供一种烧结料层厚度的在线检测系统，包括：相机组件，用于拍摄装有烧结料的所述烧结台车的实时图像；控制器，用于在所述实时图像中标记预设的若干基准点，并用于根据各所述基准点确定所述烧结台车内壁的横断面，并用于确定烧结料层的顶面与所述横断面的相交线，并用于通过各所述基准点与所述相交线形成的几何模型以及各所述基准点的基准高度值计算所述相交线上的选定点所对应的高度值。

可选地，所述控制器预存有各所述基准点的坐标值，所述控制器用于根据所述坐标值在所述实时图像中标记各所述基准点。

可选地，空的烧结台车的设定横断面的第一侧边设置有第一上基准点和第一下基准点、第二侧边设置有第二上基准点和第二下基准点；所述相机组件还用于拍摄包含所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准图像，所述控制器用于接收所述基准图像，并能够获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点在所述基准图像的第一基准坐标值，所述基准点包括所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点，所述坐标值包括所述第一基准坐标值。

可选地，所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点均设置有显影标识。

可选地，所述控制器还用于对所述第一上基准点和所述第二上基准点进行连线以获得上基准线、对所述第一下基准点和所述第二下基准点进行连线以获得下基准线，所述控制器还用于对所述上基准线进行等分以获得上等分点、对所述下基准线进行等分以获得下等分点，所述基准点还包括所述上等分点和所述下等分点，所述控制器还用于获取所述上等分点和所述下等分点在所述基准图像中的第二基准坐标位置，所述坐标值还包括所述第二基准坐标值。

可选地，所述相机组件包括摄像头，所述摄像头安装在布料器和点火器之间；所述摄像头和所述烧结料层顶面的间距为0.5m-1m，且所述摄像头安装在所述烧结料层的横向中间位置。

附图说明

图1为本发明所提供烧结料层厚度的在线检测方法的一种具体实施方式的流程示意图；

图1a为各基准点与相交线形成的几何模型的结构简图；

图2为获取坐标值的流程示意图；

图3为空的烧结台车所设置的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的示意图；

图4为承载有烧结料的烧结台车所设置的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点以及各选定点的示意图；

图5为图4中设定横断面位置的局部放大图；

图6为本发明所提供烧结料层厚度的在线检测系统的一种具体实施方式的结构示意图。

图3-图6中的附图标记说明如下：

1烧结台车、2相机组件、3控制器、4烧结料层、5布料器、6点火器。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

本文中所述“若干”是指数量不确定的多个，通常为两个以上；且当采用“若干”表示某几个部件的数量时，并不表示这些部件在数量上的相互关系。

本文中所述“第一”、“第二”等词，仅是为了便于描述结构和/或功能相同或者相类似的两个以上的结构、部件、参数等，并不表示对于顺序和/或重要性的某种特殊限定。

请参考图1-图6，图1为本发明所提供烧结料层厚度的在线检测方法的一种具体实施方式的流程示意图，图1a为各基准点与相交线形成的几何模型的结构简图，图2为获取坐标值的流程示意图，图3为空的烧结台车所设置的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的示意图，图4为承载有烧结料的烧结台车所设置的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点以及各选定点的示意图，图5为图4中设定横断面位置的局部放大图，图6为本发明所提供烧结料层厚度的在线检测系统的一种具体实施方式的结构示意图。

实施例一

如图1所示，本发明实施例提供一种烧结料层厚度的在线检测方法，具体包括如下步骤：步骤S1，拍摄获取装有烧结料的烧结台车1的实时图像；步骤S2，在实时图像中标记预设的若干基准点；步骤S3，通过各基准点确定烧结台车1内壁的横断面；步骤S4，确定烧结料层的顶面与横断面的相交线；步骤S5，通过各基准点与相交线形成的几何模型以及各基准点的基准高度值计算相交线上的选定点所对应的高度值。

烧结台车1内壁的横断面是指烧结台车1的内壁在垂直于烧结台车1运行方向上的断面，通过预设的基准点可以在实时图像上确定该横断面，进而可以确定烧结料层4的顶面与横断面的相交线，本发明实施例所要测定的烧结料层厚度实际即为相交线上各点与烧结台车1内壁的底壁的相对距离。在横断面和相交线所组合形成的几何模型中，各基准点的基准高度值是已知的，通过相似准则可以容易地确定相交线上的选定点所对应的高度值，进而可以确定选定点处的烧结料层4的厚度。

详细而言，可以结合图1a，以存在A1、A2、B1、B2四个基准点为例，依次连接这四个基准点可以得到横断面，该横断面与烧结料层4顶面之间形成相交线A0B0；然后，可以在A1B1上选取C1点、在A2B2上选取C2点，并对C1点和C2点进行连线，以获取和相交线A0B0的交点C0点；在实时图像中，A1C1、C1B1的距离都是确定的，根据相似准则和A1、B1的基准高度值可以计算C1的高度值，同样地，也可以计算C2的高度值；进一步地，由于实时图像中C1C0和C0C2的距离也是确定的，又可以根据相似准则和C1、C2的高度值来计算C0的高度值，即可以得到C0位置处的烧结料层厚度。

以A1B1和A2B2均与烧结台车1的底壁相平行、且A2B2位于底壁的方案作为示例，那么C1与A1以及B1的高度是相同的，可以记为H₀，C2与A2以及B2的高度是相同的，均为0，以F来表示任意两点之间的距离。那么，C0位置处的烧结料层厚度可以通过

计算。

这里，本发明实施例并不限定基准点的数量，具体实践中，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，但需要注意的是，基准点的数量至少应当为三个，以能够确定出上述的横断面；各基准点所对应的基准高度值可以是预先测量获得的。

进一步地，如图2-图5所示，在上述步骤S2之前还包括步骤S01-步骤S05，以确定标记基准点的方式。

步骤S01，在空的烧结台车1的设定横断面的第一侧边选取第一上基准点和第一下基准点，在设定横断面的第二侧边选取第二上基准点和第二下基准点。前述的基准点可以包括第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点。

空的烧结台车1是指还未承装烧结料的烧结台车1，即在正式进行烧结作业之前，可以先对上述的几个基准点进行选取。应当知晓，烧结台车1的数量是多个的，在选取基准点时，可以任何一辆烧结台车1进行选取，而设定横断面可以为该烧结台车1的任意一处横断面。

步骤S02，获取第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的基准高度值。获取的方式可以是通过实际测量。

步骤S03，在第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点设置显影标识。该显影标识可以为荧光剂等能够在图像中显现的标识物。

步骤S04，拍摄包含第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的基准图像。

步骤S05，获取第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点在基准图像中的第一基准坐标位置。

在拍摄角度不发生变化的前提下，各基准点在基准图像中的坐标值和在实时图像中是一致的，如此，步骤S2中的在实时图像中标记预设的若干基准点具体可以是通过第一基准坐标位置在实时图像中标记第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点。

除此之外，也可以预存包含第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的基准图像，然后利用图像重叠技术将基准图像和实时图像进行重叠，也可以在实时图像中确定并标记上述的各基准点。

上述的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的位置在此不做限定，具体实施时，本领域技术人员可以根据实际需要进行确定。

具体到本发明实施例中，第一下基准点可以为第一侧边和设定横断面的底边的交点，第二下基准点可以为第二侧边和底边的交点，第一上基准点可以为第一侧边的顶点，第二上基准点可以为第二侧边的顶点。这样，第一下基准点和第二下基准点的高度值可以为零，第一上基准点和第二上基准点的高度值可以为烧结台车1内部空间的高度，各个基准点的高度值可以容易地确定，并能够方便后续地计算。

除了上述的四个第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点外，还可以包括其他的基准点。

详细而言，在步骤S04之后还可以包括步骤S06-步骤S08；步骤S06，对第一上基准点和第二上基准点进行连线，以获得上基准线，对第一下基准点和第二下基准点进行连线，以获得下基准线；步骤S07，对上基准线进行等分，以获得上等分点，对下基准线进行等分，以获得下等分点，基准点还包括上等分点和下等分点；步骤S08，获取上等分点和下等分点在基准图像中的第二基准坐标位置。

如此，前述步骤S2中的在实时图像中标记预设的若干基准点具体还可以是通过第二基准坐标位置在实时图像中标记上等分点和下等分点。这样，在构建几何模型时，可以直接将对应的上等分点和下等分点进行连线，并以该连线与相交线的交点作为选定点，对于选定点对应高度的计算可以更为方便。

当然，也可以仅通过前述的第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点构建几何模型，然后在实时图像中构建上基准线、下基准线，并在上基准线和下基准线中分别标记上等分点和下等分点、然后确定选定点，这样也是可行的。

可以理解的是，选定点并不一定要按照上述通过上基准线和下基准线的等分点进行连线的方式来获得，其实际上可以是相交线上的任意一点，例如四等分点等。当选定点的数量为多个时，可以将各选定点测出的厚度值进行取平均，以获得一个平均厚度；当然，也可以分别示出各选定点的厚度，以对横向布料的均匀性进行指导。

通过基准图像上的基准点来标记实时图像上的基准点的方式是基于拍摄角度不发生变化的前提，在拍摄角度确定的条件下，对于基准图像上基准点的相对位置的采集实际上只需要执行一次，也就是说，上述的步骤S01至步骤S08可以仅执行一次。

结合图5，以A1B1和A2B2均与烧结台车1的底壁相平行、且A2B2位于底壁的方案作为示例，那么C1、D1、E1与A1以及B1的高度是相同的，记为H₀，C2、D2、E2与A2以及B2的高度值也是相同的，均为0，以F来表示两点之间的距离。那么，D0位置处的烧结料层厚度可以通过

计算，E0位置处的烧结料层厚度可以通过

计算。

实施例二

本发明还提供一种烧结料层厚度的在线检测系统，该在线检测系统与实施例一中的在线检测方法相对应，因此，实施例一中有关参数的限定等在本实施例中同样适用。

详细而言，该在线检测系统可以包括：相机组件2，用于拍摄装有烧结料的烧结台车1的实时图像；控制器3，用于在实时图像中标记预设的若干基准点，并用于根据各基准点确定烧结台车1内壁的横断面，并用于确定烧结料层的顶面与横断面的相交线，并用于通过各基准点与相交线形成的几何模型以及各基准点的基准高度值计算相交线上的选定点所对应的高度值。

采用这种结构，控制器3通过接收相机组件2所拍得的实时图像，并能够通过在实时图像中标记预设的基准点以确定横断面，进而确定横断面和烧结料层4顶面的相交线，然后在横断面和相交线所组合形成的几何模型中，通过相似准则可以容易地计算相交线上的选定点所对应的高度值，进而可以确定选定点处的烧结料层4的厚度。

和实施例一相类似，控制器3在实时图像中标记各基准点的方式可以是依据坐标值，此时，控制器3可以预存有各基准点的坐标值，然后控制器3可以根据坐标值在实时图像中标记各基准点。

在具体实践中，可以在空的烧结台车1选取一个横断面作为设定横断面，该设定横断面可以包括底边以及相对的第一侧边和第二侧边，其中，第一侧边可以设置有第一上基准点和第一下基准点、第二侧边可以设置有第二上基准点和第二下基准点；相机组件2还用于拍摄包含第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点的基准图像，控制器3用于接收基准图像，并能够获取第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点在基准图像的第一基准坐标值，基准点包括第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点，坐标值包括第一基准坐标值；由于拍摄角度一致，各基准点在基准图像中的坐标值和在实时图像中的坐标值是相同的，因此，可以通过前述的第一基准坐标值在实时图像中对基准点的位置进行标定。

为了使各基准点能够在标准图像中进行清晰地显示，第一上基准点、第一下基准点、第二上基准点和第二下基准点均可以设置有显影标识。显影标识具体可以为荧光剂等。

进一步地，控制器还用于对第一上基准点和第二上基准点进行连线以获得上基准线、对第一下基准点和第二下基准点进行连线以获得下基准线，控制器还用于对上基准线进行等分以获得上等分点、对下基准线进行等分以获得下等分点，基准点还包括上等分点和下等分点，控制器还用于获取上等分点和下等分点在基准图像中的第二基准坐标位置，然后，控制器可以根据该第二基准坐标值在实时图像中对上等分点和下等分点等基准点进行标记。

请继续参考图6，相机组件2可以包括摄像头，摄像头安装在布料器5和点火器6之间，由于这个区间段的烧结料尚未点火，因此，环境温度可以较低，能够较大程度地避免摄像头的高温损毁等。当然，摄像头也可以安装在点火器6的下游侧，此时，应尽量使得摄像头远离点火器6，以减少高温对于摄像头寿命的影响。

相机组件2除了可以包括摄像头外，还可以包括安装架、传输线路等部件，这些部件的具体结构形式在此不做限定，具体实践中，本领域技术人员可以根据实际需要进行设计。

摄像头和烧结料层4顶面的间距可以控制在0.5m-1m之间，且摄像头可以大致安装在烧结料层4的横向中间位置，这样，摄像头所拍摄的图像可以大致为对称图像，更有利于厚度计算。

以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种烧结料层厚度的在线检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S1，拍摄获取装有烧结料的烧结台车(1)的实时图像；

步骤S2，在所述实时图像中标记预设的若干基准点；

步骤S3，通过各所述基准点确定所述烧结台车(1)内壁的横断面；

步骤S4，确定烧结料层的顶面与所述横断面的相交线；

步骤S5，通过各所述基准点与所述相交线形成的几何模型以及各所述基准点的基准高度值计算所述相交线上的选定点所对应的高度值。

2.根据权利要求1所述烧结料层厚度的在线检测方法，其特征在于，在所述步骤S2之前还包括步骤S01-步骤S05；

步骤S01，在空的烧结台车(1)的设定横断面的第一侧边选取第一上基准点和第一下基准点，在所述设定横断面的第二侧边选取第二上基准点和第二下基准点，所述基准点包括所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点；

步骤S02，获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准高度值；

步骤S03，在所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点设置显影标识；

步骤S04，拍摄包含所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准图像；

步骤S05，获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点在所述基准图像中的第一基准坐标位置；

所述步骤S2中的所述在所述实时图像中标记预设的若干基准点包括：通过所述第一基准坐标位置在所述实时图像中标记所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点。

3.根据权利要求2所述烧结料层厚度的在线检测方法，其特征在于，在所述步骤S04之后还包括步骤S06-步骤S08；

步骤S06，对所述第一上基准点和所述第二上基准点进行连线，以获得上基准线，对所述第一下基准点和所述第二下基准点进行连线，以获得下基准线；

步骤S07，对所述上基准线进行等分，以获得上等分点，对所述下基准线进行等分，以获得下等分点，所述基准点还包括所述上等分点和所述下等分点；

步骤S08，获取所述上等分点和所述下等分点在所述基准图像中的第二基准坐标位置；

所述步骤S2中的所述在所述实时图像中标记预设的若干基准点还包括：通过所述第二基准坐标位置在所述实时图像中标记所述上等分点和所述下等分点。

4.根据权利要求2所述烧结料层厚度的在线检测方法，其特征在于，所述第一下基准点为所述第一侧边和所述设定横断面的底边的交点，所述第二下基准点为所述第二侧边和所述底边的交点；和/或，

所述第一上基准点为所述第一侧边的顶点，所述第二上基准点为所述第二侧边的顶点。

5.根据权利要求1-4中任一项所述烧结料层厚度的在线检测方法，其特征在于，所述选定点为所述相交线的四等分点。

6.一种烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，包括：

相机组件(2)，用于拍摄装有烧结料的所述烧结台车(1)的实时图像；

控制器(3)，用于在所述实时图像中标记预设的若干基准点，并用于根据各所述基准点确定所述烧结台车(1)内壁的横断面，并用于确定烧结料层的顶面与所述横断面的相交线，并用于通过各所述基准点与所述相交线形成的几何模型以及各所述基准点的基准高度值计算所述相交线上的选定点所对应的高度值。

7.根据权利要求6所述烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，所述控制器(3)预存有各所述基准点的坐标值，所述控制器(3)用于根据所述坐标值在所述实时图像中标记各所述基准点。

8.根据权利要求7所述烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，空的烧结台车(1)的设定横断面的第一侧边设置有第一上基准点和第一下基准点、第二侧边设置有第二上基准点和第二下基准点；

所述相机组件(2)还用于拍摄包含所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点的基准图像，所述控制器(3)用于接收所述基准图像，并能够获取所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点在所述基准图像的第一基准坐标值，所述基准点包括所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点，所述坐标值包括所述第一基准坐标值。

9.根据权利要求8所述烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，所述第一上基准点、所述第一下基准点、所述第二上基准点和所述第二下基准点均设置有显影标识。

10.根据权利要求8所述烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，所述控制器还用于对所述第一上基准点和所述第二上基准点进行连线以获得上基准线、对所述第一下基准点和所述第二下基准点进行连线以获得下基准线，所述控制器还用于对所述上基准线进行等分以获得上等分点、对所述下基准线进行等分以获得下等分点，所述基准点还包括所述上等分点和所述下等分点，所述控制器还用于获取所述上等分点和所述下等分点在所述基准图像中的第二基准坐标位置，所述坐标值还包括所述第二基准坐标值。

11.根据权利要求6-10中任一项所述烧结料层厚度的在线检测系统，其特征在于，所述相机组件(2)包括摄像头，所述摄像头安装在布料器(5)和点火器(6)之间；

所述摄像头和所述烧结料层(4)顶面的间距为0.5m-1m，且所述摄像头安装在所述烧结料层(4)的横向中间位置。

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