CN114058778A - 一种炼钢设备温度采集安全监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种炼钢设备温度采集安全监控系统，包括：热成像采集端，用于从多个视角采集炼钢设备的全辐射热视频；主控服务器，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频，基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型，并对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果；显示终端，用于接收所述分析结果，基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果，并将所述安全监控结果显示给用户；可以在无需人工现场测温的情况下即可实时全方位监控炼钢设备的温度，并基于输入的定制化指令将监控结果显示给多个远程客户端。

Description

一种炼钢设备温度采集安全监控系统

技术领域

本发明涉及安全监控技术领域，特别涉及一种炼钢设备温度采集安全监控系统。

背景技术

目前，炼钢是以铁水、废钢、铁合金为主要原料，不借助外加能源，靠铁液本身的物理热和铁液组分间化学反应产生热量而在转炉中完成炼钢过程。炼钢时铁水本来就是高温的，它内部还在继续着发热的氧化反应。吹入炉内的氧气与铁水中的碳发生反应后，铁水中的碳含量就会减少而变成钢了。这种反应本身就会发出热量来，因而铁水不但会继续保持着熔化状态，而且可能会越来越热，因为转炉内部的温度很高，高能达到1700℃左右，又因为炼钢工序中需要工作人员测温取样以及严格监控温度，但是由于炼钢设备都是超高温设备，在炼钢炉的温度安全时工作人员才能测温取样，但是炼钢设备由于设备过大且超高温，传统的人工测温监控有安全隐患且不易采集炼钢设备的各个采样点的温度，并且在后期的数据整合和分析过程中由于人工误差难以保证温度测量结果的准确性。

因此，本发明提出一种炼钢设备温度采集安全监控系统。

发明内容

本发明提供一种炼钢设备温度采集安全监控系统，可以在无需人工现场测温的情况下即可实时全方位监控炼钢设备的温度，并基于输入的定制化指令将监控结果显示给多个远程客户端。

本发明提供一种炼钢设备温度采集安全监控系统，包括：

热成像采集端，用于从多个视角采集炼钢设备的全辐射热视频；

主控服务器，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频，基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型，并对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果；

显示终端，用于接收所述分析结果，基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果，并将所述安全监控结果显示给用户。

优选的，所述热成像采集端包括设置在所述炼钢设备周围墙体上的多个热像仪；

所述每个热像仪用于基于对应预设视角，采集所述炼钢设备的全辐射热视频。

优选的，所述主控服务器，包括：

融合模块，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频；

构建模块，用于基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型；

分析模块，用于对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果。

优选的，所述显示终端，包括：

接收模块，用于接收所述分析结果和用户端输入的定制化显示指令；

设置模块，用于基于所述定制化显示指令设置对应的定制化显示模式；

整合模块，用于基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果；

显示模块，用于将所述安全监控结果显示给对应用户端。

优选的，所述融合模块，包括：

第一获取单元，用于将每个全辐射热视频中包含的视频帧与时序轴匹配，获得匹配结果，基于匹配结果提取每个全辐射热视频在对应时间点的第一视频帧，获得每个时间点对应的第一视频帧集合；

处理单元，用于对所述第一视频帧进行滤波处理和去噪处理以及分辨率配准处理，获得对应的第二视频帧；

第一排序单元，用于按照预设的采集视角空间顺序将所述第一视频帧集合中包含的所有第二视频帧进行排序，获得对应的第二视频帧集合；

标记单元，用于将所有第二视频帧统一在预设坐标系中，基于预设的特征区域标记算法，标记出所述第二视频帧集合中的第一个第二视频帧的第一特征区域，并确定出所述第一特征区域的所有第一边缘点坐标；

筛选单元，用于基于预设的配准算法确定所述第一边缘点和第二个第二视频帧中每个坐标点的配准参数，将第二个第二视频帧中最大配准参数对应的坐标点作为对应第一边缘点在第二个第二视频帧中的第二边缘点，基于所有第二边缘点确定第二个第二视频帧中的第二特征区域，基于所述第二特征区域确定出第三个第二视频帧中的第三特征区域，直至确定出所有第二视频帧中对应的特征区域；

融合单元，用于将所述第二特征区域和所述第一特征区域进行校准比较，确定出对应的第一重叠区域和第一校准参数，基于所述第一校准参数将所述第二特征区域中除所述第一重叠区域以外的非重叠区域与所述第一特征区域融合，获得对应的第一融合视频帧，将所述第一融合视频帧和所述第三特征区域进行校准比较，确定出对应的第二重叠区域和第二校准参数，基于所述第二校准参数将所述第三特征区域中除所述第二重叠区域以外的非重叠区域与所述第一融合视频帧融合，获得对应的第二融合视频帧，直至获得对应的最终融合视频帧，并将所述最终融合视频帧作为对应时间点的全辐射整体热视频帧；

第二排序单元，用于基于所述匹配结果将每个时间点对应的全辐射整体热视频帧排序，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频。

优选的，所述构建模块，包括：

第一处理单元，用于基于预设的相机畸变矫正算法对所述全辐射热视频进行相机校正，并进行细节修正，获得对应的第一修正热视频；

第二处理单元，用于按照预设的划分原则将所述第一修正热视频中的第三视频帧划分为多个单元格子帧，基于所述多个单元格子帧构成每个第三视频帧对应的单元格子帧矩阵，并标记出所述单元格子帧的顶点，以每个顶点为中心、划分一个预设尺寸的圆，获得每个顶点对应的校正范围，以每个顶点为中心基于所述单元格子帧矩阵和所述校正范围对所述第三视频帧进行校正，获得对应的第三校正视频帧；

转换单元，用于将所述第三校正视频帧转换成预设格式的视频流数据，生成对应的全辐射热视频流数据；

第三处理单元，用于调取所述炼钢设备对应的预设三维模型，基于所述预设三维模型调整所述全辐射热视频的显示比例，基于所述显示比例对所述全辐射热视频流数据进行校正，获得对应的校正视频流数据；

构建单元，用于将所述校正视频流数据中每个坐标点对应的子视频流数据投射至所述预设三维模型中的对应坐标点，获得对应的全辐射热动态模型。

优选的，所述分析模块，包括：

第二获取单元，用于基于所述全辐射热动态模型获取每个坐标点对应的第一检测温度，同时，获取所述炼钢设备所处环境的环境温度；

校正单元，用于基于所述第一检测温度和所述环境温度获得炼钢设备上每个坐标点对应的实测温度，将所述全辐射热动态模型中的每个坐标点对应的第一检测温度校正为对应的实测温度，获得对应的校正热动态模型；

第一分析单元，用于基于所述校正动态热模型获得每个坐标点对应的实测温变曲线，基于所述温变曲线获得对应坐标点的在下一预设周期的预测温度值作为第一分析结果；

第三获取单元，用于将所述温变曲线获得每个所述炼钢设备上每个坐标点对应的温升阶段和温降阶段，对所述温升阶段分析获得对应的温升起始值和温升临界值，对所述温降阶段分析获得对应的温降速率，基于所述温升起始值和所述温升临界值以及所述温降速率获得对应的老化值；

第二分析单元，用于基于预设划分方法将所述炼钢设备划分为多个局部设备，基于每个局部设备中包含的坐标点对应的老化值获得对应局部设备的老化值作为第二分析结果；

第三分析单元，用于判断每个局部设备中包含的实测温度是否超过对应局部设备的运行阈值，若是，则将对应坐标点进行标记，获得对应的第一标记结果，并将所述第一标记结果作为第三分析结果，否则，基于对应局部设备中包含的每个坐标点对应的实测温变曲线，预测出对应局部设备中包含的每个坐标点达到运行阈值的预测时间，将预测时间最小值对应的坐标点进行标记，获得对应的第二标记结果，并将所述第二标记结果和所述预测时间作为第三分析结果；

其中，所述分析结果包括：第一分析结果、第二分析结果、第三分析结果。

优选的，所述接收模块，包括：

第一接收子单元，用于接收所述分析结果；

权限验证单元，用于接收并验证次用户端的访问权限请求；

第二接收子单元，用于接收主用户端输入的第一定制化显示指令，同时，当所述次用户端的访问权限请求验证通过时，接收对应次用户端输入的第二定制化显示指令，并记录对应的权限获取时间点；

生成单元，用于基于所述次用户端对应的权限获取时间点，将所述第一定制化显示指令和所有第二定制化显示指令排序，生成对应的定制化显示指令列表。

优选的，所述设置模块，包括：

第一设置单元，用于解析所述第一定制化显示指令，获得所述主用户端对应的第一显示模式，并将所述主用户端对应的定制化显示模式设置为所述第一显示模式；

解析单元，用于基于所述定制化显示指令列表确定所有第二定制化显示指令的解析顺序，并基于所述解析顺序解析所述定制化显示指令列表，获得每个次用户端对应的第二显示模式，并将对应次用户端的定制化显示模式设置为所述第二显示模式。

优选的，所述整合模块，包括：

第一调取单元，用于基于所述主用户端对应的定制化显示模式，调取对应的第一显示结果列表，并基于所述第一显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第一安全监控结果；

第二调取单元，用于基于每个次用户端对应的定制化显示模式，调取每个用户端对应的第二显示结果列表，并基于所述第二显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第二安全监控结果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明实施例中一种炼钢设备温度采集安全监控系统结构图；

图2为本发明实施例中一种主控服务器结构图；

图3为本发明实施例中一种显示终端结构图；

图4为本发明实施例中一种融合模块结构图；

图5为本发明实施例中一种构建模块结构图；

图6为本发明实施例中一种分析模块结构图；

图7为本发明实施例中一种接收模块结构图；

图8为本发明实施例中一种设置模块结构图；

图9为本发明实施例中一种整合模块结构图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1：

本发明提供了一种炼钢设备温度采集安全监控系统，参考图1，包括：

热成像采集端，用于从多个视角采集炼钢设备的全辐射热视频；

主控服务器，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频，基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型，并对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果；

显示终端，用于接收所述分析结果，基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果，并将所述安全监控结果显示给用户。

该实施例中，多个视角例如有：前方视角，后方视角，左方视角、右方视角、俯视角、仰视角等，多个视角可根据炼钢设备的形状具体而定，具体可采集到炼钢设备的完整图像即可。

该实施例中，一种炼钢设备温度采集安全监控系统应用于各种炼钢工序中需要测温的设备上；

例如，在铁水预处理中采用单吹颗粒镁法的工艺流程中：装料袋→漏斗→装料罐→颗粒镁→计量给量罐→输送管道→喷枪→铁水脱硫→目标硫设定→喷吹作业→铁水罐倾翻→扒渣作业→测温取样→倒罐→转炉，测温取样步骤可能带来人身伤害和灼烫；

又例如，铁水预处理中采用KR铁水脱硫工序的工艺流程中：铁水脱硫前扒渣→测温取样→加入脱硫剂(采用抛洒法一次性加入)→机械搅拌脱硫→测温取样→铁水脱硫后扒渣—转炉，测温取样步骤可能带来人身伤害和灼烫；

又例如，混铁炉备铁工序用于调节、均衡高炉和转炉之间的铁水供求，不间断地供给转炉需要的铁水，并通过煤气燃烧来保证转炉炼钢所需铁水的温度，一般为卧式圆筒形状，需要严格控制转炉炼钢的温度；

又例如，转炉冶炼工序入炉的是铁水、废钢和散状造渣料，通过铁与渣之间的反应接触，将铁液中的有害元素和氧化产物排入炉渣中，待温度及成分达到终点控制要求时即可出钢，出钢是按不同钢种要求进行合金化，也需要严格控制执行此道工序的设备的温度；

又例如，CAB法的工艺流程中：出钢后测温→吹氩后取渣样、成品样→加合成渣后加盖吹氩→去盖取渣样、钢样→连铸开浇，测温时也会有潜在的人身危险；

又例如，在LF的工艺流程：钢包就位→加第第一批渣料→送电加热→5～8min→取样、测温→加脱氧剂、第二批渣料→送电5～10min→取样、测温→升温至合格温度,调整成份至内控→WF处理→CCM(铸机)，测温时也会有潜在的人身危险；

在以上举例中的炼钢工序都可以使用本发明提供的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，对不同工序需要测量的设备的温度进行辐射热视频的采集。

该实施例中，全辐射热视频即为采用热像仪获得的炼钢设备对应部分的热量变化的视频。

该实施例中，全辐射整体热视频即为将所有全辐射热视频融合后获得的、可反映整个炼钢设备热量变化的视频。

该实施例中，全辐射热动态模型即为反映炼钢设备热量动态变化的模型。

该实施例中，分析结果即为对全辐射热动态模型进行智能分析获得的结果。

该实施例中，定制化显示模式即为根据用户需求可设置显示不同分析结果的对应模式。

该实施例中，安全监控结果即为基于不同定制化显示结果，将分析结果整合并显示给用户的最终监控结果，其中，监控结果即为监控炼钢设备温度的结果。

该实施例中，用户包括至少一个主用户端，也可包括其他次用户端。

以上技术的有益效果为：解决了在炼钢工序中传统的人工测温监控有安全隐患且不易采集炼钢设备的各个采样点的温度的问题，也解决了在后期的数据整合和分析过程中由于人工误差难以保证温度测量结果的准确性的问题，可以在无需人工现场测温的情况下即可实时全方位监控炼钢设备的温度，并基于输入的定制化指令将监控结果显示给多个远程客户端。

实施例2：

在实施例1的基础上，所述热成像采集端包括设置在所述炼钢设备周围墙体上的多个热像仪；

所述每个热像仪用于基于对应预设视角，采集所述炼钢设备的全辐射热视频。

以上技术的有益效果为：热像仪采集的视频流不仅包含图像，而且包含每一帧图像多个像素点的温度数据，使得可以对整个炼钢设备上各个点位进行温度监测分析，为后续的智能分析过程提供丰富的基础数据，并满足现场实时、远程、非接触采集炼钢设备温度数据的需求。

实施例3：

在实施例1的基础上，所述主控服务器，参考图2，包括：

融合模块，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频；

构建模块，用于基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型；

分析模块，用于对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果。

以上技术的有益效果为：主控服务器通过融合模块、构建模块、分析模块，实现了可监控炼钢设备整体温度变化的全辐射整体热视频，也通过构建对应的全辐射热动态模型实现了通过模型反映炼钢设备整体的温度变化，并且全辐射热动态模型为后续智能分析提供了基础，通过进一步地智能分析获得了大量温度分析结果，比人工后期分析数据的准确性更高、效率更高。

实施例4：

在实施例1的基础上，所述显示终端，参考图3，包括：

接收模块，用于接收所述分析结果和用户端输入的定制化显示指令；

设置模块，用于基于所述定制化显示指令设置对应的定制化显示模式；

整合模块，用于基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果；

显示模块，用于将所述安全监控结果显示给对应用户端。

该实施例中，定制化显示指令即为各个用户端(包含至少一个主用户端，也可以包含其他多个次用户端)输入的反映用户显示需求(用户需要的温度分析结果，例如：下一预设周期对应的温度预测值、炼钢设备局部是否存在某个坐标点的实测温度超过对应炼钢设备局部的运行阈值等结果)的指令，具体根据不同炼钢工序中不同设备的工作状态确定；

例如，转炉冶炼工序入炉的工序中需要待温度及成分达到终点控制要求时即可出钢，此时的定制化显示指令需要获取对应炼钢设备的实测温度以及基于当前达到终点控制要求时对应的温度阈值发出提醒信息。

该实施例中，定制化显示模式即为各个用户端(包含至少一个主用户端，也可以包含其他多个次用户端)输入的反映用户显示需求(用户需要的温度分析结果，例如：下一预设周期对应的温度预测值、炼钢设备局部是否存在某个坐标点的实测温度超过对应炼钢设备局部的运行阈值等结果)的显示模式，具体根据不同炼钢工序中不同设备的工作状态确定；

例如，转炉冶炼工序入炉的工序中需要待温度及成分达到终点控制要求时即可出钢，此时的定制化显示模式需要显示对应炼钢设备的实测温度以及基于当前达到终点控制要求时对应的温度阈值发出提醒信息。

以上技术的有益效果为：显示终端通过设置的接收模块、设置模块、整合模块、显示模块，可以根据用户输入的定制化显示指令设置对应的定制化显示模式，并基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果，实现了根据用户的需求显示对应的温度分析结果，使得显示结果更加有针对性、更加简洁方便。

实施例5：

在实施例3的基础上，所述融合模块，参考图4，包括：

第一获取单元，用于将每个全辐射热视频中包含的视频帧与时序轴匹配，获得匹配结果，基于匹配结果提取每个全辐射热视频在对应时间点的第一视频帧，获得每个时间点对应的第一视频帧集合；

处理单元，用于对所述第一视频帧进行滤波处理和去噪处理以及分辨率配准处理，获得对应的第二视频帧；

第一排序单元，用于按照预设的采集视角空间顺序将所述第一视频帧集合中包含的所有第二视频帧进行排序，获得对应的第二视频帧集合；

标记单元，用于将所有第二视频帧统一在预设坐标系中，基于预设的特征区域标记算法，标记出所述第二视频帧集合中的第一个第二视频帧的第一特征区域，并确定出所述第一特征区域的所有第一边缘点坐标；

筛选单元，用于基于预设的配准算法确定所述第一边缘点和第二个第二视频帧中每个坐标点的配准参数，将第二个第二视频帧中最大配准参数对应的坐标点作为对应第一边缘点在第二个第二视频帧中的第二边缘点，基于所有第二边缘点确定第二个第二视频帧中的第二特征区域，基于所述第二特征区域确定出第三个第二视频帧中的第三特征区域，直至确定出所有第二视频帧中对应的特征区域；

融合单元，用于将所述第二特征区域和所述第一特征区域进行校准比较，确定出对应的第一重叠区域和第一校准参数，基于所述第一校准参数将所述第二特征区域中除所述第一重叠区域以外的非重叠区域与所述第一特征区域融合，获得对应的第一融合视频帧，将所述第一融合视频帧和所述第三特征区域进行校准比较，确定出对应的第二重叠区域和第二校准参数，基于所述第二校准参数将所述第三特征区域中除所述第二重叠区域以外的非重叠区域与所述第一融合视频帧融合，获得对应的第二融合视频帧，直至获得对应的最终融合视频帧，并将所述最终融合视频帧作为对应时间点的全辐射整体热视频帧；

第二排序单元，用于基于所述匹配结果将每个时间点对应的全辐射整体热视频帧排序，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频。

该实施例中，时序轴即为表示时间先后顺序的时间轴。

该实施例中，匹配结果即为将每个全辐射热视频中包含的视频帧与时序轴匹配获得的结果。

该实施例中，第一视频帧即为每个全辐射热视频在对应时间点的视频帧。

该实施例中，第一视频帧集合即为所有全辐射热视频在对应时间点的视频帧。

该实施例中，第二视频帧即为将第一视频帧进行滤波处理和去噪处理以及分辨率配准处理后获得的视频帧。

该实施例中，预设的采集视角空间顺序具体根据热像仪的采集视角确定，例如：第一个热像仪的采集视角为左视角、第二个热像仪采集的采集视角为主视角、第三个热像仪采集的采集视角为右视角、第四个热像仪采集的采集视角为右视角，则对应的采集视角空间顺序依次为：第一个热像仪、第二个热像仪、第三个热像仪、第四个热像仪。

该实施例中，第二视频帧集合即为按照预设的采集视角空间顺序将所述第一视频帧集合中包含的所有第二视频帧进行排序获得的视频帧集合。

该实施例中，特征区域标记算法例如有：图像Blob特征分析算法。

该实施例中，第一特征区域即为基于预设的特征区域标记算法，标记出的所述第二视频帧集合中的第一个第二视频帧中的特征区域。

该实施例中，第一边缘点即为第一特征区域的边缘点。

该实施例中，基于预设的配准算法确定所述第一边缘点和第二个第二视频帧中每个坐标点的配准参数，包括：

式中，R_i为第一边缘点和第二个第二视频帧中第i个坐标点的配准参数，P(x,y)为第一边缘点对应的灰度值，P(x+1,y+1)为第一特征区域中第x+1行第y+1列坐标点对应的灰度值，Q(x,y)为第二个第二视频帧中第i个坐标点(也是第x行第y列坐标点)对应的灰度值，Q(x+1,y+1)为第二个第二视频帧中第x+1行第y+1列坐标点对应的灰度值；

例如，P(x,y)为100，P(x+1,y+1)为200，Q(x,y)为100，Q(x+1,y+1)为150，则R_i为2。

该实施例中，第二边缘点即为对应第一边缘点在第二个第二视频帧中最大配准参数对应的坐标点。

该实施例中，第二特征区域即为基于所有第二边缘点确定第二个第二视频帧中的区域。

该实施例中，第三特征区域即为基于所述第二特征区域确定出第三个第二视频帧中的区域。

该实施例中，第一重叠区域即为确定出的第二特征区域和第一特征区域之间的重叠区域。

该实施例中，第一校准参数即为确定出的第二特征区域和第一特征区域之间的校准参数，即为将第一特征区域和第二特征区域的重叠部分校准为完全一致时所要改变的参数。

该实施例中，第一融合视频帧即为基于所述第一校准参数将所述第二特征区域中除所述第一重叠区域以外的非重叠区域与所述第一特征区域融合获得的融合视频帧。

该实施例中，第二重叠区域即为第一融合视频帧和第三特征区域之间的重叠区域。

该实施例中，第二校准参数即为第一融合视频帧和第三特征区域之间的校准参数，即为将第一融合视频帧和第三特征区域的重叠部分校准为完全一致时所要改变的参数。

该实施例中，第二融合视频帧即为基于所述第二校准参数将所述第三特征区域中除所述第二重叠区域以外的非重叠区域与所述第一融合视频帧融合获得的融合视频帧。

该实施例中，最终融合视频帧即为将所有特征区域进行依次融合后获得的融合视频帧。

该实施例中，全辐射整体热视频帧即为反映对应时间点炼钢设备整体表面温度的视频帧。

以上技术的有益效果为：融合模块通过将所有处理过的全辐射热视频在对应时间点的视频帧融合获得炼钢设备对应的全辐射整体热视频帧，再将全辐射整体热视频帧排序获得对应的全辐射整体热视频，使得获得的全辐射整体热视频可以完整的监测到炼钢设备每一处的温度值。

实施例6：

在实施例3的基础上，所述构建模块，参考图5，包括：

第一处理单元，用于基于预设的相机畸变矫正算法对所述全辐射热视频进行相机校正，并进行细节修正，获得对应的第一修正热视频；

第二处理单元，用于按照预设的划分原则将所述第一修正热视频中的第三视频帧划分为多个单元格子帧，基于所述多个单元格子帧构成每个第三视频帧对应的单元格子帧矩阵，并标记出所述单元格子帧的顶点，以每个顶点为中心、划分一个预设尺寸的圆，获得每个顶点对应的校正范围，以每个顶点为中心基于所述单元格子帧矩阵和所述校正范围对所述第三视频帧进行校正，获得对应的第三校正视频帧；

转换单元，用于将所述第三校正视频帧转换成预设格式的视频流数据，生成对应的全辐射热视频流数据；

第三处理单元，用于调取所述炼钢设备对应的预设三维模型，基于所述预设三维模型调整所述全辐射热视频的显示比例，基于所述显示比例对所述全辐射热视频流数据进行校正，获得对应的校正视频流数据；

构建单元，用于将所述校正视频流数据中每个坐标点对应的子视频流数据投射至所述预设三维模型中的对应坐标点，获得对应的全辐射热动态模型。

该实施例中，相机畸变矫正算法例如有：相机(RGB&DEPTH)畸变矫正。

该实施例中，第一修正热视频即为基于预设的相机畸变矫正算法对所述全辐射热视频进行相机校正，并进行细节修正，获得的视频。

该实施例中，第三视频帧即为第一修正热视频中的视频帧。

该实施例中，单元格子帧即为按照预设的划分原则将第一修正热视频中的第三视频帧划分获得的。

该实施例中，单元格子帧矩阵即为基于多个单元格子帧构成的每个第三视频帧对应的矩阵。

该实施例中，校正范围即为以每个顶点为中心、划分一个预设尺寸的圆，获得的每个顶点对应的校正范围。

该实施例中，第三校正视频帧即为以每个顶点为中心基于所述单元格子帧矩阵和所述校正范围对所述第三视频帧进行校正，获得的对应的校正视频帧。

该实施例中，全辐射热视频流数据即为将所述第三校正视频帧转换成预设格式的视频流数据，生成的对应的视频流数据。

该实施例中，预设三维模型即为反映炼钢设备三维形状结构的模型。

该实施例中，校正视频流数据即为调取所述炼钢设备对应的预设三维模型，基于所述预设三维模型调整所述全辐射热视频的显示比例，基于所述显示比例对所述全辐射热视频流数据进行校正获得的视频流数据。

该实施例中，子视频流数据即为校正视频流数据中每个坐标点对应的视频流数据。

以上技术的有益效果为：通过对全辐射热视频进行桶式校正、细节修正、显示比例修正，校正了全辐射热视频的桶式畸变，修正了全辐射热视频的细节，并实现了全辐射热视频的的显示比例与预设三维模型的匹配，将获得的校正视频流数据点对点投射至预设三维模型中，获得清晰准确的全辐射热动态模型，为后续获得安全监控结果提供了基础。

实施例7：

在实施例3的基础上，所述分析模块，参考图6，包括：

第二获取单元，用于基于所述全辐射热动态模型获取每个坐标点对应的第一检测温度，同时，获取所述炼钢设备所处环境的环境温度；

校正单元，用于基于所述第一检测温度和所述环境温度获得炼钢设备上每个坐标点对应的实测温度，将所述全辐射热动态模型中的每个坐标点对应的第一检测温度校正为对应的实测温度，获得对应的校正热动态模型；

第一分析单元，用于基于所述校正动态热模型获得每个坐标点对应的实测温变曲线，基于所述温变曲线获得对应坐标点的在下一预设周期的预测温度值作为第一分析结果；

第三获取单元，用于将所述温变曲线获得每个所述炼钢设备上每个坐标点对应的温升阶段和温降阶段，对所述温升阶段分析获得对应的温升起始值和温升临界值，对所述温降阶段分析获得对应的温降速率，基于所述温升起始值和所述温升临界值以及所述温降速率获得对应的老化值；

第二分析单元，用于基于预设划分方法将所述炼钢设备划分为多个局部设备，基于每个局部设备中包含的坐标点对应的老化值获得对应局部设备的老化值作为第二分析结果；

第三分析单元，用于判断每个局部设备中包含的实测温度是否超过对应局部设备的运行阈值，若是，则将对应坐标点进行标记，获得对应的第一标记结果，并将所述第一标记结果作为第三分析结果，否则，基于对应局部设备中包含的每个坐标点对应的实测温变曲线，预测出对应局部设备中包含的每个坐标点达到运行阈值的预测时间，将预测时间最小值对应的坐标点进行标记，获得对应的第二标记结果，并将所述第二标记结果和所述预测时间作为第三分析结果；

其中，所述分析结果包括：第一分析结果、第二分析结果、第三分析结果。

该实施例中，第一检测温度即为基于所述全辐射热动态模型获取的每个坐标点对应的温度。

该实施例中，用于基于所述第一检测温度和所述环境温度获得炼钢设备上每个坐标点对应的实测温度，包括：

式中，T_S为炼钢设备上当前计算坐标点的实测温度，α为炼钢设备材料的温度传导系数，β为空气对流常数，T₁为当前计算坐标点第一检测温度，T₀为环境温度；

例如：α为0.5，β为0.5，T₁为100，T₀为20，则T_S为60。

该实施例中，实测温度即为经过考虑到室温影响的校正过程获得的炼钢设备上每个坐标点对应的温度。

该实施例中，校正热动态模型即为将所述全辐射热动态模型中的每个坐标点对应的第一检测温度校正为对应的实测温度获得的模型。

该实施例中，实测温变曲线即为基于校正动态热模型获得每个坐标点对应的温度变化曲线。

该实施例中，基于所述温变曲线获得对应坐标点的在下一预设周期的预测温度值作为第一分析结果，包括：基于温变曲线获得对应的温升速度或温降速度，基基于温升速度或温降速度以及对应坐标点的当前实测温度值计算出下以预设周期对应的预测温度值。

该实施例中，第一分析结果即为基于所述温变曲线获得对应坐标点的在下一预设周期的预测温度值；

例如，转炉冶炼工序入炉的工序中需要待温度及成分达到终点控制要求时即可出钢，炼钢设备执行此道工艺时，根据用户的设置可能需要基于第一分析结果预测达到终点控制要求时对应的温度阈值所需要的时间。

该实施例中，温升阶段即为对应坐标点的温变曲线中的温度上升阶段。

该实施例中，温降阶段即为对应坐标点的温变曲线中的温度下降阶段。

该实施例中，温升起始值即为对应坐标点的温变曲线中温升阶段的起始温度值。

该实施例中，温升临界值对应坐标点的温变曲线中温升阶段的最终温度值。

该实施例中，温降速率即为温降阶段对应的曲线斜率，即为对应坐标点的温度下降速率。

该实施例中，基于所述温升起始值和所述温升临界值以及所述温降速率获得对应的老化值，包括：

式中，U为老化值，k₁为温升起始值计算权重，k₂为温升临界值计算权重，k₃为温降速率计算权重，T_q为温升起始值，T_e为温升临界值，T₀为环境温度，γ为温降速率；

例如：k₁为0.25，k₂为0.25，k₃为0.5，T_q为20，T_e为200，T₀为20，γ为10，则U为7.75。

该实施例中，局部设备例如有：炼钢设备前部、后部、底部、上部等。

该实施例中，基于每个局部设备中包含的坐标点对应的老化值获得对应局部设备的老化值，即为：将对应局部设备中包含的坐标点对应的老化值的平均值即为对应局部设备的老化值。

该实施例中，第二分析结果即为每个局部设备的老化值。

该实施例中，运行阈值即为对应局部设备的安全运行时可达到的极限温度值。

该实施例中，第三分析结果包括：第一标记结果或第二标记结果和对应预测时间。

该实施例中，第一标记结果即为每个局部设备中包含的实测温度超过对应局部设备的运行阈值的坐标点。

该实施例中，第二标记结果即为个局部设备中包含的实测温度最快达到对应局部设备的运行阈值的坐标点。

以上技术的有益效果为：通过对全辐射热动态模型智能分析，获得炼钢设备上的实时实测温度值、预测温度值、每个局部设备的老化值以及标记超过对应运行阈值的坐标点或者最快达到对应运行阈值的坐标点的标记结果和相关数据，无需人工后期分析计算即可获得精确丰富与炼钢设备有关的温度数据。

实施例8：

在实施例7的基础上，所述接收模块，参考图7，包括：

第一接收子单元，用于接收所述分析结果；

权限验证单元，用于接收并验证次用户端的访问权限请求；

第二接收子单元，用于接收主用户端输入的第一定制化显示指令，同时，当所述次用户端的访问权限请求验证通过时，接收对应次用户端输入的第二定制化显示指令，并记录对应的权限获取时间点；

生成单元，用于基于所述次用户端对应的权限获取时间点，将所述第一定制化显示指令和所有第二定制化显示指令排序，生成对应的定制化显示指令列表。

该实施例中，第一定制化显示指令即为主用户端输入的定制化显示指令。

该实施例中，第二定制化显示指令即为次用户端输入的定制化显示指令。

该实施例中，权限获取时间点即为对应次用户端的访问权限请求验证通过对应的时间点。

该实施例中，基于所述次用户端对应的权限获取时间点，将所述第一定制化显示指令和所有第二定制化显示指令排序即为：将所述第一定制化显示指令放在第一行，将第二定制化显示指令按照对应权限获取时间点的先后顺序排序。

该实施例中，定制化显示指令列表即为将所述第一定制化显示指令和所有第二定制化显示指令排序获得的列表。

以上技术的有益效果为：接收模块接收了分析结果和用户端输入的定制化显示指令，并且通过对次用户端进行访问权限请求验证时，保证了安全监控结果的安全性，避免被不安全用户侵入损坏或修改结果导致出现重大事故的情况，并基于次用户端对应的权限获取时间点生成对应的定制化显示指令列表，实现了基于先后顺序为用户显示安全监控结果。

实施例9：

在实施例8的基础上，所述设置模块，参考图8，包括：

第一设置单元，用于解析所述第一定制化显示指令，获得所述主用户端对应的第一显示模式，并将所述主用户端对应的定制化显示模式设置为所述第一显示模式；

解析单元，用于基于所述定制化显示指令列表确定所有第二定制化显示指令的解析顺序，并基于所述解析顺序解析所述定制化显示指令列表，获得每个次用户端对应的第二显示模式，并将对应次用户端的定制化显示模式设置为所述第二显示模式。

该实施例中，第一显示模式即为基于第一定制化显示指令确定的主用户端输入的反映用户显示需求的显示模式。

该实施例中，第二显示模式即为基于第二定制化显示指令确定的次用户端输入的反映用户显示需求的显示模式。

以上技术的有益效果为：通过解析主用户端对应的第一定制化显示指令获得的第一显示模式设置主用户端对应的定制化显示模式，通过解析次用户端对应的第二定制化显示指令获得的第二显示模式设置次用户端对应的定制化显示模式，实现根据用户输入的定制化显示指令设置对应的定制化显示模式，为后续为用户提供定制化的显示结果提供了基础。

实施例10：

在实施例9的基础上，所述整合模块，参考图9，包括：

第一调取单元，用于基于所述主用户端对应的定制化显示模式，调取对应的第一显示结果列表，并基于所述第一显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第一安全监控结果；

第二调取单元，用于基于每个次用户端对应的定制化显示模式，调取每个用户端对应的第二显示结果列表，并基于所述第二显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第二安全监控结果。

该实施例中，第一显示结果列表即包括：主用户端对应的定制化显示模式对应的需要显示的分析结果列表(例如：下一预设周期对应的温度预测值、炼钢设备局部是否存在某个坐标点的实测温度超过对应炼钢设备局部的运行阈值等结果)。

该实施例中，第一安全监控结果即为将基于所述第一显示结果列表调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得的结果。

该实施例中，第二显示结果列表即包括：次用户端对应的定制化显示模式对应的需要显示的分析结果列表(例如：下一预设周期对应的温度预测值、炼钢设备局部是否存在某个坐标点的实测温度超过对应炼钢设备局部的运行阈值等结果)。

该实施例中，第二安全监控结果即为将基于所述第二显示结果列表调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得的结果。

以上技术的有益效果为：通过基于各个用户端对应的定制化显示模式调取对应的分析结果，并将调取的分析结果和校正热动态模型融合获得对应的安全监控结果，实现无需人工现场测量和人工后续数据整合计算即可为用户提供丰富、准确、全面的炼钢设备的温度。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，包括：

热成像采集端，用于从多个视角采集炼钢设备的全辐射热视频；

主控服务器，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频，基于所述全辐射整体热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型，并对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果；

显示终端，用于接收所述分析结果，基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果，并将所述安全监控结果显示给用户。

2.根据权利要求1所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，

所述热成像采集端包括设置在所述炼钢设备周围墙体上的多个热像仪；

所述每个热像仪用于基于对应预设视角，采集所述炼钢设备的全辐射热视频。

3.根据权利要求1所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述主控服务器，包括：

融合模块，用于将所述全辐射热视频融合，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频；

构建模块，用于基于所述全辐射热视频构建所述炼钢设备的全辐射热动态模型；

分析模块，用于对所述全辐射热动态模型进行智能分析，获得分析结果。

4.根据权利要求1所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述显示终端，包括：

接收模块，用于接收所述分析结果和用户端输入的定制化显示指令；

设置模块，用于基于所述定制化显示指令设置对应的定制化显示模式；

整合模块，用于基于定制化显示模式生成对应的安全监控结果；

显示模块，用于将所述安全监控结果显示给对应用户端。

5.根据权利要求3所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述融合模块，包括：

第一获取单元，用于将每个全辐射热视频中包含的视频帧与时序轴匹配，获得匹配结果，基于匹配结果提取每个全辐射热视频在对应时间点的第一视频帧，获得每个时间点对应的第一视频帧集合；

处理单元，用于对所述第一视频帧进行滤波处理和去噪处理以及分辨率配准处理，获得对应的第二视频帧；

第一排序单元，用于按照预设的采集视角空间顺序将所述第一视频帧集合中包含的所有第二视频帧进行排序，获得对应的第二视频帧集合；

标记单元，用于将所有第二视频帧统一在预设坐标系中，基于预设的特征区域标记算法，标记出所述第二视频帧集合中的第一个第二视频帧的第一特征区域，并确定出所述第一特征区域的所有第一边缘点坐标；

筛选单元，用于基于预设的配准算法确定所述第一边缘点和第二个第二视频帧中每个坐标点的配准参数，将第二个第二视频帧中最大配准参数对应的坐标点作为对应第一边缘点在第二个第二视频帧中的第二边缘点，基于所有第二边缘点确定第二个第二视频帧中的第二特征区域，基于所述第二特征区域确定出第三个第二视频帧中的第三特征区域，直至确定出所有第二视频帧中对应的特征区域；

融合单元，用于将所述第二特征区域和所述第一特征区域进行校准比较，确定出对应的第一重叠区域和第一校准参数，基于所述第一校准参数将所述第二特征区域中除所述第一重叠区域以外的非重叠区域与所述第一特征区域融合，获得对应的第一融合视频帧，将所述第一融合视频帧和所述第三特征区域进行校准比较，确定出对应的第二重叠区域和第二校准参数，基于所述第二校准参数将所述第三特征区域中除所述第二重叠区域以外的非重叠区域与所述第一融合视频帧融合，获得对应的第二融合视频帧，直至获得对应的最终融合视频帧，并将所述最终融合视频帧作为对应时间点的全辐射整体热视频帧；

第二排序单元，用于基于所述匹配结果将每个时间点对应的全辐射整体热视频帧排序，获得所述炼钢设备的全辐射整体热视频。

6.根据权利要求3所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述构建模块，包括：

第一处理单元，用于基于预设的相机畸变矫正算法对所述全辐射热视频进行相机校正，并进行细节修正，获得对应的第一修正热视频；

第二处理单元，用于按照预设的划分原则将所述第一修正热视频中的第三视频帧划分为多个单元格子帧，基于所述多个单元格子帧构成每个第三视频帧对应的单元格子帧矩阵，并标记出所述单元格子帧的顶点，以每个顶点为中心、划分一个预设尺寸的圆，获得每个顶点对应的校正范围，以每个顶点为中心基于所述单元格子帧矩阵和所述校正范围对所述第三视频帧进行校正，获得对应的第三校正视频帧；

转换单元，用于将所述第三校正视频帧转换成预设格式的视频流数据，生成对应的全辐射热视频流数据；

第三处理单元，用于调取所述炼钢设备对应的预设三维模型，基于所述预设三维模型调整所述全辐射热视频的显示比例，基于所述显示比例对所述全辐射热视频流数据进行校正，获得对应的校正视频流数据；

构建单元，用于将所述校正视频流数据中每个坐标点对应的子视频流数据投射至所述预设三维模型中的对应坐标点，获得对应的全辐射热动态模型。

7.根据权利要求3所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述分析模块，包括：

第二获取单元，用于基于所述全辐射热动态模型获取每个坐标点对应的第一检测温度，同时，获取所述炼钢设备所处环境的环境温度；

校正单元，用于基于所述第一检测温度和所述环境温度获得炼钢设备上每个坐标点对应的实测温度，将所述全辐射热动态模型中的每个坐标点对应的第一检测温度校正为对应的实测温度，获得对应的校正热动态模型；

第一分析单元，用于基于所述校正动态热模型获得每个坐标点对应的实测温变曲线，基于所述温变曲线获得对应坐标点的在下一预设周期的预测温度值作为第一分析结果；

第三获取单元，用于将所述温变曲线获得每个所述炼钢设备上每个坐标点对应的温升阶段和温降阶段，对所述温升阶段分析获得对应的温升起始值和温升临界值，对所述温降阶段分析获得对应的温降速率，基于所述温升起始值和所述温升临界值以及所述温降速率获得对应的老化值；

第二分析单元，用于基于预设划分方法将所述炼钢设备划分为多个局部设备，基于每个局部设备中包含的坐标点对应的老化值获得对应局部设备的老化值作为第二分析结果；

第三分析单元，用于判断每个局部设备中包含的实测温度是否超过对应局部设备的运行阈值，若是，则将对应坐标点进行标记，获得对应的第一标记结果，并将所述第一标记结果作为第三分析结果，否则，基于对应局部设备中包含的每个坐标点对应的实测温变曲线，预测出对应局部设备中包含的每个坐标点达到运行阈值的预测时间，将预测时间最小值对应的坐标点进行标记，获得对应的第二标记结果，并将所述第二标记结果和所述预测时间作为第三分析结果；

其中，所述分析结果包括：第一分析结果、第二分析结果、第三分析结果。

8.根据权利要求7所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述接收模块，包括：

第一接收子单元，用于接收所述分析结果；

权限验证单元，用于接收并验证次用户端的访问权限请求；

第二接收子单元，用于接收主用户端输入的第一定制化显示指令，同时，当所述次用户端的访问权限请求验证通过时，接收对应次用户端输入的第二定制化显示指令，并记录对应的权限获取时间点；

生成单元，用于基于所述次用户端对应的权限获取时间点，将所述第一定制化显示指令和所有第二定制化显示指令排序，生成对应的定制化显示指令列表。

9.根据权利要求8所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述设置模块，包括：

第一设置单元，用于解析所述第一定制化显示指令，获得所述主用户端对应的第一显示模式，并将所述主用户端对应的定制化显示模式设置为所述第一显示模式；

解析单元，用于基于所述定制化显示指令列表确定所有第二定制化显示指令的解析顺序，并基于所述解析顺序解析所述定制化显示指令列表，获得每个次用户端对应的第二显示模式，并将对应次用户端的定制化显示模式设置为所述第二显示模式。

10.根据权利要求9所述的一种炼钢设备温度采集安全监控系统，其特征在于，所述整合模块，包括：

第一调取单元，用于基于所述主用户端对应的定制化显示模式，调取对应的第一显示结果列表，并基于所述第一显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第一安全监控结果；

第二调取单元，用于基于每个次用户端对应的定制化显示模式，调取每个用户端对应的第二显示结果列表，并基于所述第二显示结果列表调取对应的分析结果，将调取的分析结果和所述校正热动态模型融合获得对应的第二安全监控结果。

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