CN114104755B - 高炉槽上料仓智能管理系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及料仓管理技术领域，公开了一种高炉槽上料仓智能管理系统及方法，所述系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；物料监控模块根据第一图像信息判断来料在传输时满足任务执行条件时，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料；从而实现卸料的自动化控制。

Description

高炉槽上料仓智能管理系统及方法

技术领域

本发明涉及料仓管理技术领域，尤其涉及高炉槽上料仓智能管理系统及方法。

背景技术

炼铁厂每座高炉槽上料仓供料系统各有多个料仓，其中又分为各类焦炭仓、烧结矿仓、块矿仓、球团矿仓等不同料种的料仓，高炉在工作时需要每天不停的从料仓中获取原燃料，当料仓中的原燃料料位低于半仓时，供料主控室就要组织安排给对应的料仓补充相应的原燃料。目前补充原燃料时，通过供料主控室先用对讲机告知现场操作人员所需补充原燃料的仓号，现场操作人员得到指令后把卸料小车手动开至指定的仓位后向主控室复述，主控工确认电脑操作画面指示信号正确无误后再逐条启动输送线向料仓送料，工长根据料位数显及经验判断料仓装满后，向现场操作人员下达换仓指令，现场操作人员再把卸料小车运行至其他需补充的仓位，这样容易导致卸料过程自动化程度不高，整个过程完全依赖人工完成。

上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种高炉槽上料仓智能管理系统及方法，旨在解决现有技术由于卸料过程完全依赖人工完成，导致自动化程度不高的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种高炉槽上料仓智能管理系统，所述高炉槽上料仓智能管理系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接；

所述控制模块，用于在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；

所述第一图像采集模块，用于在采集到所述来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息，并将所述第一图像信息传输至物料监控模块；

所述物料监控模块，用于根据所述第一图像信息判断所述来料在传输时是否满足任务执行条件，若满足任务执行条件，则确定原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；

所述料仓物料平衡模块，用于根据所述放料重量信息以及料位计确定仓位是否满料，并在所述仓位满料时，向所述控制模块发送满料信号；

所述控制模块，还用于根据所述满料信号控制需料料仓停止进料。

可选地，所述高炉槽上料仓智能管理系统还包括：智能定位模块；

所述料仓物料平衡模块，用于在原燃料的料位低于预设料位时获取需料料仓位置，将所述需料料仓位置和需料请求发送给所述智能定位模块；

所述智能定位模块，用于在接收到所述需料请求时，根据所述需料请求确定卸料小车的位置信息以及运行信息；

所述智能定位模块，还用于接收所述需料料仓位置，并根据所述需料料仓位置、所述运行信息以及所述位置信息驱动所述卸料小车行驶至目标卸料点进行自动对仓。

可选地，所述智能定位模块包括：获取单元、检测单元以及确定单元；

所述获取单元，用于在接收到所述需料请求时，实时获取监控区域的初始图像信息；

所述检测单元，用于通过目标检测模型对所述初始图像信息进行识别检测，得到检测结果；

所述确定单元，用于在所述检测结果为所述监控区域存在卸料小车时，确定所述目标卸料小车的像素坐标信息；

所述确定单元，用于根据所述像素坐标信息对所述卸料小车进行定位，确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

可选地，所述物料监控模块包括：料种识别单元、料流量判定单元以及料头与料尾检测单元；

所述料种识别单元，用于对所述第一图像信息进行料种识别，得到来料料种识别结果，将所述来料料种识别结果与所述原燃料进行对比，在对比结果一致时，将所述第一图像信息传输至所述料流量判定单元；

所述料流量判定单元，用于对所述第一图像信息进行料流量检测，得到料流量检测结果，在所述料流量检测结果满足预设宽度时，将所述第一图像信息传输至所述料头与料尾检测单元；

所述料头与料尾检测单元，用于根据所述第一图像信息识别来料的料头、料尾，得到料头信号以及料尾信号，并根据所述料头信号、料尾信号确定所述原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块。

可选地，所述高炉槽上料仓智能管理系统还包括：智能语音播报模块；

所述料种识别单元，还用于在对比结果为不一致时，将所述对比结果传输至所述智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于根据所述对比结果输出智能语音提示。

可选地，所述料流量判定单元，还用于在所述料流量检测结果为不满足预设宽度时，得到料流量过大检测结果，并将所述料流量过大检测结果传输至所述智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于对所述料流量过大检测结果进行智能语音提示。

可选地，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：溢料检测模块，

所述溢料检测模块，用于对所述第一图像信息进行溢料检测，得到溢料检测结果，在所述溢料检测结果为反面皮带有料时，得到溢料检测结果，并将所述溢料检测结果传输至所述控制模块；

所述控制模块，还用于在接收到所述溢料检测结果时，控制送料皮带执行急停操作。

可选地，所述溢料检测模块，还用于将所述溢料检测结果传输至智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于对所述溢料检测结果进行智能语音提示。

可选地，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：集中显示模块；

所述图像获取单元，还用于将所述初始图像信息传输至所述集中显示模块；

所述第一图像采集模块，还用于将第一图像信息传输至所述集中显示模块；

所述第二图像采集模块，还用于将第二图像信息传输至所述集中显示模块；

所述集中显示模块，用于对所述初始图像信息以及所述第一图像信息进行可视化展示。

此外，为实现上述目的，本发明还提出一种高炉槽上料仓智能管理方法，所述高炉槽上料仓智能管理方法应用于高炉槽上料仓智能管理系统，所述系统包括：所述系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接；

所述控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；

所述第一图像采集模块在采集到所述来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息，并将所述第一图像信息传输至物料监控模块；

所述物料监控模块根据所述第一图像信息判断所述来料在传输时是否满足任务执行条件，若满足任务执行条件，则确定原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；

所述料仓物料平衡模块根据所述放料重量信息以及料位计确定仓位是否满料，并在所述仓位满料时，向所述控制模块发送满料信号；

所述控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料。

本发明通过控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；物料监控模块根据第一图像信息判断来料在传输时满足任务执行条件时，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料；从而实现卸料的自动化控制。

附图说明

图1为本发明高炉槽上料仓智能管理系统第一实施例的结构框图；

图2为本发明高炉槽上料仓智能管理系统第二实施例的结构框图；

图3为本发明高炉槽上料仓智能管理方法第一实施例的流程示意图；

图4为本发明高炉槽上料仓智能管理方法第二实施例的流程示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参照图1，图1为本发明高炉槽上料仓智能管理系统第一实施例的结构框图。所述高炉槽上料仓智能管理系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接。

本实施例中，可以理解的是，控制模块10可以为手动控制、半自动控制、全自动控制等任意一种操作模式，用于控制卸料小车，通过用户触发操作模式设置指令，控制模块10响应该操作模式设置指令进行操作模式的设置，在具体实施过程中可以通过用户操作按钮等硬件操作进行操作模式的设置，本实施例对此不作限制，在本实施例中以全自动模式为例进行说明，其中，手动控制模式可以远程控制卸料小车前进、后退、停止，方便配合现场调试小车，半自动模式可远程操纵小车对仓，操作人员可根据实际情况自由选择小车行走仓位；全自动模式下不需要选择目标仓位，操作人员只需选择输送料线，一键自动送料，卸料小车自行对仓，满仓后自行行走，在具体实施过程中以全自动模式为例进行说明。

易于理解的是，控制模块10在检测到卸料小车完成自动对仓时，送料皮带自行启动，并触发发料指令，根据发料指令驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料，从而实现卸料小车自动放料以及远程操控，解决了高噪音、高粉尘以及高温现场的劳动力，体现有可视化、人性化以及安全性高等特点。

应当理解的是，图像采集设备可以为高清摄像头，在具体实施过程中可以在单双排皮带入口上方处各安装一台摄像机，并增加无频闪灯，从而可以保证视野广度及清晰度，通过第一图像采集模块20的数据服务器在监视并采集到送料皮带上的来料时，获取高清摄像头采集的第一图像信息，并将第一图像信息传输至物料监控模块30。

易于理解的是，第一图像采集模块20还分别在单双排仓输送带头轮位置上方各安装一台摄像机，并通过采集的第一图像信息进行溢料检测，正常情况下头轮段皮带上无料，便于在发现皮带上有料及时发出溢料提示音并急停。

需要说明的是，物料监控模块30根据第一图像信息判断来料的料种与卸料小车定位目标仓位所需的原燃料是否一致，通过比对结果为一致时再判断来料量是否超出送料皮带允许极限量，通过监视为来料量未超出送料皮带允许极限量时判断来料的料头、料尾，最后完成来料入仓重量的准确统计，即可以确定原燃料的放料重量信息，并将统计的放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块40。

应当理解的是，由于料仓中的料位计工作环境恶劣，经常发出误信号。因此料位计不能是料仓料位的唯一判断标准。通过将重量信号信息以及料位计结合起来，作为料仓满仓依据，在目标仓位满料时触发满料信号，并将满料信号发送至控制模块10。

可以理解的是，控制模块10根据满料信号驱动送料皮带以及卸料小车停止向需料料仓送料，在具体实施过程中，可以通过确定送料皮带以及卸料小车停止工作的方式停止向需料料仓送料或者通过更换需料料仓的方式停止向当前的需料料仓送料，本实施例对此不作限制。

本实施例通过控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；物料监控模块根据第一图像信息判断来料在传输时满足任务执行条件时，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料；从而实现卸料的自动化控制。

参照图2，图2为本发明高炉槽上料仓智能管理系统第二实施例的结构框图，基于上述图1所示的实施例，提出本发明高炉槽上料仓智能管理系统的第二实施例。

应当理解的是，料仓物料平衡模块通过跟踪料位计、槽下各种重量计量信号、来料物料信息组成料仓中原燃料的料位信息，在原燃料的料位低于预设料位时触发需料请求，并识别该需料请求对应的需料料仓具体的需料料仓位置，将需料料仓位置和需料请求发送给智能定位模块50，在具体实施过程中，若料位仪故障出现失真或反应呆滞，可以根据历史统计的原燃料进料以及处理进行程序自动计算。

易于理解的是，智能定位模块50在接收到需料请求，根据需料请求获取智能定位模块50实时获取监控区域的图像信息，并将图像信息输入至目标检测模型中来识别卸料小车，在识别到卸料小车时根据卸料小车的像素坐标信息对卸料小车进行定位，从而可以确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

易于理解的是，获取单元501在接收到所述需料请求时，获取初始图像信息，其中，初始图像信息可以为通过图像采集设备拍摄的视频图像，并对视频图像进行帧处理，从而得到每个帧对应的图像信息，在具体实施过程中，可以在每排仓安装3台高清摄像机，卸料过程中系统会自动切换摄像机，通过合理设置两个卸料点的间距，达到平铺效果，并调整好各个仓的卸料点后用黄色油漆标线便于现场确认，使之与现场标线相吻合。

应当理解的是，检测单元502中的目标检测模型可以是通过大量不同工况下预设特征点的卸料小车图像在预设深度学习模型进行特征训练得到，其中，预设深度学习模型可以为基于one-stage目标检测算法的检测模型，该检测模型配置主干特征提取网络进行特征提取，从而减少推理中计算量的同时还能保证准确率，并采用选取CIOU_Loss损失函数和DIOU_nms非最大抑制算法，这种回归函数使得预测框回归的速度更快精度更高，预设特征点可以为卸料小车的滚轮，本实施例对此不作限制。

易于理解的是，确定单元503通过将初始图像信息输入至目标检测模型中进行识别检测，从而可以得到监控区域存在目标卸料小车的检测结果或者监控区域不存在目标卸料小车的检测结果。由于目标检测模型采用的是one-stage目标检测算法，因此可以创造性的将候选区和对象识别这两阶段合二为一，通过在初始图像信息上放置n*n个网格，然后在每个网格上进行分类和定位，当被识别目标占据多个网格时，会生成多个识别边框，此时在采用非最大抑制(NMS)算法，最终留下最佳识别边框，边框里的就是被识别出的目标卸料小车，通过将该初始图像信息的左下角作为坐标原点，从而可以确定识别出来的目标卸料小车的像素坐标信息。通过目标卸料小车的像素位置以及结合图像采集设备在世界坐标系下的世界坐标信息，从而通过目标卸料小车进行定位能够实时自动跟踪目标卸料小车，并确定卸料小车的运动位置和运动轨迹。

应当理解的是，智能定位模块50在接收到需料请求时，通过综合分析现场各点位摄像头实时采集的影像，确定和跟踪卸料小车的运动位置和运动轨迹，根据料仓物料平衡系统发出的需料料仓位置，智能定位系统根据小车现在的位置，结合需料料仓的位置判断小车行进的方向，向集控发出行走授权申请，申请一旦被集控系统授予以后，小车完成整个行走动作，在快到达目标仓位前，进行自动对仓。

易于理解的是，料种识别单元301通过对第一图像信息进行料种识别，确定来料对应的料种，从而实现智能识别来料的料种，并与卸料小车定位的目标仓位所需的原燃料进行比对，得到比对结果，在比对结果为来料料种与原燃料一致时，将第一图像信息传输至料流量判定单元302。

易于理解的是，料种识别单元301在对比结果为来料料种与原燃料不一致时，将不一致的比对结果传输至智能语音播报模块60，智能语音播报模块60根据接收的结果不一致的信息及时进行智能语音提示，杜绝混料事故。

易于理解的是，集控之后，监控人员需要关注的信息比较多。传统的报警不能准确快速的定位到故障点，通过设置智能语音播报模块60能够准确的播报出故障的位置，即使监控人员眼睛离开了屏幕，其也能获得故障信息，并采取必要的应对措施。

需要说明的是，预设宽度可以为本领域技术人员设置，本实施例对此不作限制，料流量判定单元302通过对第一图像信息进行料流量检测，得到第一图像信对应的溢料检测宽度结果，在溢料检测宽度结果满足预设宽度时，将第一图像信息传输至料头与料尾检测单元303。

应当理解的是，通过料流量判定单元302进行料流量检测的结果为料流量检测结果为不满足预设宽度时，将所述料流量过大检测结果传输至所述智能语音播报模块60，智能语音播报模块60对料流量过大检测结果进行智能语音提示，以免发生撒料事件。

应当理解的是，料头与料尾检测单元303基于第一图像信息识别来料的料头、料尾，料头到达料仓之后得到料头信号，当料尾到达料仓后得到料尾信号，根据料头信号开始累积入仓重量，根据料尾信号停止统计入仓重量，从而完成入仓重量的准确统计工作，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至料仓物料平衡模块。

易于理解的是，在得到料头信号以及料尾信号后，可以将料头信号以及料尾信号传输智能语音播报模块60，根据料头信号以及料尾信号进行智能语音提示，以提示操作工原料的料头或者料尾到达了料仓，并提示操作工该批次上料是否结束。

应当理解的是，溢料检测模块70基于第一图像信息对送料皮带进行溢料检测，得到溢料检测结果，正常情况下头轮段的送料皮带上无料，溢料检测结果为发现皮带上有料时，将述溢料检测结果传输至控制模块。

应当理解的是，控制模块设有急停按钮，当出现突发情况可紧急停止皮带和卸料小车，因此，当控制模块接收到溢料检测结果时，触达急停指令，并根据急停指令紧急停止皮带和卸料小车，从而实现溢料检测与控制系统共同作用，对溢料进行原因分析，并向集控发出对应的控制策略申请，其中，控制策略可以为急停策略等，申请一旦被集控授权，则溢料检测以及控制系统会自动采取相应的控制策略。

应当理解的是，溢料检测结果为发现皮带上有料时，将述溢料检测结果传输至智能语音播报模块60，智能语音播报模块60及时发出溢料智能语音提示音。

应当理解的是，集中显示模块80主要是采用可视化监控大屏，把上述各个图像采集所用的摄像头通过视频信号传输网络连接，除了进行图像监控需要使用一路信号外，再分一路信号与大屏幕，使得监控人员能够从大局上把控现场的实际情况，因此，可以通过集中显示模块80获取图像获取单元501的初始图像信息以及第一图像采集模块的第一图像信息，并将初始图像信息以及第一图像信息进行可视化展示，采用可视化监控大屏，一目了然，使得监控人员能够从大局上把控现场的实际情况。

本实施例在原燃料的料位低于预设料位时获取需料料仓位置，将所述需料料仓位置和需料请求发送给所述智能定位模块；所述智能定位模块在接收到所述需料请求时，根据所述需料请求确定卸料小车的位置信息以及运行信息；所述智能定位模块接收所述需料料仓位置，并根据所述需料料仓位置、所述运行信息以及所述位置信息驱动所述卸料小车行驶至目标卸料点进行自动对仓；控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；所述料种识别单元对所述第一图像信息进行料种识别，得到来料料种识别结果，将所述来料料种识别结果与所述原燃料进行对比，在对比结果一致时，将所述第一图像信息传输至所述料流量判定单元；所述料流量判定单元对所述第一图像信息进行料流量检测，得到料流量检测结果，在所述料流量检测结果满足预设宽度时，将所述第一图像信息传输至所述料头与料尾检测单元；所述料头与料尾检测单元根据所述第一图像信息识别来料的料头、料尾，得到料头信号以及料尾信号，并根据所述料头信号、料尾信号确定所述原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料，首先通过配备多台摄像机分别采集卸料小车、来料皮带以及溢料的图像；采集到的视频图像一路通过数据分析服务器分别进行小车识别定位、溢料识别、料种识别、料流监测、料头料尾识别；另一路作用到集中显示模块，在可视化监控大屏上同步显示，最后将分析的结果作用于智能语音播报模块与控制模块，进行相关动作的语音播报、报警提示以及控制卸料小车的行走、皮带的启停，从而实现卸料的自动化控制。

参照图3，本发明高炉槽上料仓智能管理系统提供一种高炉槽上料仓智能管理方法，图3为本发明高炉槽上料仓智能管理方法第一实施例的流程示意图，其高炉槽上料仓智能管理系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接；

所述高炉槽上料仓智能管理方法包括：

步骤S10：所述控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料。

可以理解的是，控制模块可以为手动控制、半自动控制、全自动控制等任意一种操作模式，用于控制卸料小车，通过用户触发操作模式设置指令，控制模块响应该操作模式设置指令进行操作模式的设置，在具体实施过程中可以通过用户操作按钮等硬件操作进行操作模式的设置，本实施例对此不作限制，在本实施例中以全自动模式为例进行说明，其中，手动控制模式可以远程控制卸料小车前进、后退、停止，方便配合现场调试小车，半自动模式可远程操纵小车对仓，操作人员可根据实际情况自由选择小车行走仓位；全自动模式下不需要选择目标仓位，操作人员只需选择输送料线，一键自动送料，卸料小车自行对仓，满仓后自行行走，在具体实施过程中以全自动模式为例进行说明。

易于理解的是，控制模块在检测到卸料小车完成自动对仓时，送料皮带自行启动，并触发发料指令，根据发料指令驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料，从而实现卸料小车自动放料以及远程操控，解决了高噪音、高粉尘以及高温现场的劳动力，体现有可视化、人性化以及安全性高等特点。

步骤S20：所述第一图像采集模块在采集到所述来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息，并将所述第一图像信息传输至物料监控模块。

应当理解的是，图像采集设备可以为高清摄像头，在具体实施过程中可以在单双排皮带入口上方处各安装一台摄像机，并增加无频闪灯，从而可以保证视野广度及清晰度，通过第一图像采集模块的数据服务器在监视并采集到送料皮带上的来料时，获取高清摄像头采集的第一图像信息，并将第一图像信息传输至物料监控模块。

易于理解的是，第一图像采集模块还分别在单双排仓输送带头轮位置上方各安装一台摄像机，并通过采集的第一图像信息进行溢料检测，正常情况下头轮段皮带上无料，便于在发现皮带上有料及时发出溢料提示音并急停。

步骤S30：所述物料监控模块根据所述第一图像信息判断所述来料在传输时是否满足任务执行条件，若满足任务执行条件，则确定原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块。

需要说明的是，物料监控模块根据第一图像信息判断来料的料种与卸料小车定位目标仓位所需的原燃料是否一致，通过比对结果为一致时再判断来料量是否超出送料皮带允许极限量，通过监视为来料量未超出送料皮带允许极限量时判断来料的料头、料尾，最后完成来料入仓重量的准确统计，即可以确定原燃料的放料重量信息，并将统计的放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块。

步骤S40：所述料仓物料平衡模块根据所述放料重量信息以及料位计确定仓位是否满料，并在所述仓位满料时，向所述控制模块发送满料信号。

应当理解的是，由于料仓中的料位计工作环境恶劣，经常发出误信号。因此料位计不能是料仓料位的唯一判断标准。通过将重量信号信息以及料位计结合起来，作为料仓满仓依据，在目标仓位满料时触发满料信号，并将满料信号发送至控制模块。

步骤S50：所述控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料。

可以理解的是，控制模块根据满料信号驱动送料皮带以及卸料小车停止向需料料仓送料，在具体实施过程中，可以通过确定送料皮带以及卸料小车停止工作的方式停止向需料料仓送料或者通过更换需料料仓的方式停止向当前的需料料仓送料，本实施例对此不作限制。

本实施例通过控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；物料监控模块根据第一图像信息判断来料在传输时满足任务执行条件时，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料；从而实现卸料的自动化控制。

参照图4，图4为本发明高炉槽上料仓智能管理方法第二实施例的流程示意图，基于上述图3所示的实施例，提出本发明高炉槽上料仓智能管理方法的第二实施例。所述步骤S10之前，还包括：

步骤S10'：所述料仓物料平衡模块在原燃料的料位低于预设料位时获取需料料仓位置，将所述需料料仓位置和需料请求发送给所述智能定位模块。

应当理解的是，料仓物料平衡模块通过跟踪料位计、槽下各种重量计量信号、来料物料信息组成料仓中原燃料的料位信息，在原燃料的料位低于预设料位时触发需料请求，并识别该需料请求对应的需料料仓具体的需料料仓位置，将需料料仓位置和需料请求发送给智能定位模块，在具体实施过程中，若料位仪故障出现失真或反应呆滞，可以根据历史统计的原燃料进料以及处理进行程序自动计算。

步骤S20'：所述智能定位模块，用于在接收到所述需料请求时，根据所述需料请求确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

易于理解的是，智能定位模块在接收到需料请求，根据需料请求获取智能定位模块实时获取监控区域的图像信息，并将图像信息输入至目标检测模型中来识别卸料小车，在识别到卸料小车时根据卸料小车的像素坐标信息对卸料小车进行定位，从而可以确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

进一步的，所述智能定位模块包括：获取单元、检测单元以及确定单元，所述步骤S20'，还包括：

所述获取单元在接收到所述需料请求时，实时获取监控区域的初始图像信息；所述检测单元通过目标检测模型对所述初始图像信息进行识别检测，得到检测结果；所述确定单元在所述检测结果为所述监控区域存在卸料小车时，确定所述目标卸料小车的像素坐标信息；所述确定单元根据所述像素坐标信息对所述卸料小车进行定位，确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

易于理解的是，获取单元在接收到所述需料请求时，获取初始图像信息，其中，初始图像信息可以为通过图像采集设备拍摄的视频图像，并对视频图像进行帧处理，从而得到每个帧对应的图像信息，在具体实施过程中，可以在每排仓安装3台高清摄像机，卸料过程中系统会自动切换摄像机，通过合理设置两个卸料点的间距，达到平铺效果，并调整好各个仓的卸料点后用黄色油漆标线便于现场确认，使之与现场标线相吻合。

应当理解的是，检测单元中的目标检测模型可以是通过大量不同工况下预设特征点的卸料小车图像在预设深度学习模型进行特征训练得到，其中，预设深度学习模型可以为基于one-stage目标检测算法的检测模型，该检测模型配置主干特征提取网络进行特征提取，从而减少推理中计算量的同时还能保证准确率，并采用选取CIOU_Loss损失函数和DIOU_nms非最大抑制算法，这种回归函数使得预测框回归的速度更快精度更高，预设特征点可以为卸料小车的滚轮，本实施例对此不作限制。

易于理解的是，确定单元通过将初始图像信息输入至目标检测模型中进行识别检测，从而可以得到监控区域存在目标卸料小车的检测结果或者监控区域不存在目标卸料小车的检测结果。由于目标检测模型采用的是one-stage目标检测算法，因此可以创造性的将候选区和对象识别这两阶段合二为一，通过在初始图像信息上放置n*n个网格，然后在每个网格上进行分类和定位，当被识别目标占据多个网格时，会生成多个识别边框，此时在采用非最大抑制(NMS)算法，最终留下最佳识别边框，边框里的就是被识别出的目标卸料小车，通过将该初始图像信息的左下角作为坐标原点，从而可以确定识别出来的目标卸料小车的像素坐标信息。通过目标卸料小车的像素位置以及结合图像采集设备在世界坐标系下的世界坐标信息，从而通过目标卸料小车进行定位能够实时自动跟踪目标卸料小车，并确定卸料小车的运动位置和运动轨迹。

步骤S30'：所述智能定位模块，还用于接收所述需料料仓位置，并根据所述需料料仓位置、所述运行信息以及位置信息驱动所述卸料小车行驶至目标卸料点进行自动对仓。

应当理解的是，智能定位模块在接收到需料请求时，通过综合分析现场各点位摄像头实时采集的影像，确定和跟踪卸料小车的运动位置和运动轨迹，根据料仓物料平衡系统发出的需料料仓位置，智能定位系统根据小车现在的位置，结合需料料仓的位置判断小车行进的方向，向集控发出行走授权申请，申请一旦被集控系统授予以后，小车完成整个行走动作，在快到达目标仓位前，进行自动对仓。

进一步的，所述物料监控模块包括：料种识别单元、料流量判定单元以及料头与料尾检测单元，所述步骤S30，包括：

步骤S301：所述料种识别单元对所述第一图像信息进行料种识别，得到来料料种识别结果，将所述来料料种识别结果与在传输时的所述原燃料进行对比，在对比结果一致时，将所述第一图像信息传输至料流量判定单元。

易于理解的是，料种识别单元通过对第一图像信息进行料种识别，确定来料对应的料种，从而实现智能识别来料的料种，并与卸料小车定位的目标仓位所需的原燃料进行比对，得到比对结果，在比对结果为来料料种与原燃料一致时，将第一图像信息传输至料流量判定单元。

进一步的，其高炉槽上料仓智能管理系统还包括：智能语音播报模块，所述并与卸料小车定位的目标仓位所需的原燃料进行比对，得到比对结果之后，还包括：

所述料种识别单元在对比结果为不一致时，将所述对比结果传输至所述智能语音播报模块；所述智能语音播报模块，用于根据所述对比结果输出智能语音提示。

易于理解的是，料种识别单元在对比结果为来料料种与原燃料不一致时，将不一致的比对结果传输至智能语音播报模块，智能语音播报模块对根据接收的结果不一致的信息及时进行智能语音提示，杜绝混料事故。

易于理解的是，集控之后，监控人员需要关注的信息比较多。传统的报警不能准确快速的定位到故障点，通过设置智能语音播报模块能够准确的播报出故障的位置，即使监控人员眼睛离开了屏幕，其也能获得故障信息，并采取必要的应对措施。

步骤S302：所述料流量判定单元，用于对所述第一图像信息进行料流量检测，得到溢料检测结果，在所述溢料检测结果满足预设宽度时，将所述第一图像信息传输至所述料头与料尾检测单元。

需要说明的是，预设宽度可以为本领域技术人员设置，本实施例对此不作限制，料流量判定单元通过对第一图像信息进行料流量检测，得到第一图像信对应的溢料检测宽度结果，在溢料检测宽度结果满足预设宽度时，将第一图像信息传输至料头与料尾检测单元。

进一步的，所述对所述第一图像信息进行料流量检测，得到溢料检测结果之后，还包括：

所述料流量判定单元在所述料流量检测结果为不满足预设宽度时，得到料流量过大检测结果，并将所述料流量过大检测结果传输至智能语音播报模块；所述智能语音播报模块对所述料流量过大检测结果进行智能语音提示。

应当理解的是，通过料流量判定单元进行料流量检测的结果为料流量检测结果为不满足预设宽度时，将所述料流量过大检测结果传输至所述智能语音播报模块，智能语音播报模块对料流量过大检测结果进行智能语音提示，以免发生撒料事件。

步骤S303：所述料头与料尾检测单元根据所述第一图像信息识别来料的料头、料尾，得到料头信号以及料尾信号，并根据所述料头信号、料尾信号确定所述原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块。

应当理解的是，料头与料尾检测单元基于第一图像信息识别来料的料头、料尾，料头到达料仓之后得到料头信号，当料尾到达料仓后得到料尾信号，根据料头信号开始累积入仓重量，根据料尾信号停止统计入仓重量，从而完成入仓重量的准确统计工作，确定原燃料的放料重量信息，并将放料重量信息传输至料仓物料平衡模块。

易于理解的是，在得到料头信号以及料尾信号后，可以将料头信号以及料尾信号传输智能语音播报模块，根据料头信号以及料尾信号进行智能语音提示，以提示操作工原料的料头或者料尾到达了料仓，并提示操作工该批次上料是否结束。

进一步的，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：溢料检测模块，所述步骤S20之后，还包括：

所述溢料检测模块对所述第二图像信息进行溢料检测，得到溢料检测结果，在所述溢料检测结果为反面皮带有料时，得到溢料检测结果，并将所述溢料检测结果传输至所述控制模块；所述控制模块在接收到所述溢料检测结果时，控制送料皮带执行急停操作。

应当理解的是，溢料检测模块基于第一图像信息对送料皮带进行溢料检测，得到溢料检测结果，正常情况下头轮段的送料皮带上无料，溢料检测结果为发现皮带上有料时，将述溢料检测结果传输至控制模块。

应当理解的是，控制模块设有急停按钮，当出现突发情况可紧急停止皮带和卸料小车，因此，当控制模块接收到溢料检测结果时，触达急停指令，并根据急停指令紧急停止皮带和卸料小车，从而实现溢料检测与控制系统共同作用，对溢料进行原因分析，并向集控发出对应的控制策略申请，其中，控制策略可以为急停策略等，申请一旦被集控授权，则溢料检测以及控制系统会自动采取相应的控制策略。

进一步的，所述在所述溢料检测结果为反面皮带有料时，得到溢料检测结果之后，还包括：

所述溢料检测模块将所述溢料检测结果传输至智能语音播报模块；所述智能语音播报模块对所述溢料检测结果进行智能语音提示。

应当理解的是，溢料检测结果为发现皮带上有料时，将述溢料检测结果传输至智能语音播报模块，智能语音播报模块及时发出溢料智能语音提示音。

进一步的，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：集中显示模块，所述步骤S20之后，还包括：

所述图像获取单元将所述初始图像信息传输至所述集中显示模块；所述第一图像采集模块将第一图像信息传输至所述集中显示模块；所述集中显示模块对所述初始图像信息以及所述第一图像信息进行可视化展示。

应当理解的是，集中显示模块主要是采用可视化监控大屏，把上述各个图像采集所用的摄像头通过视频信号传输网络连接，除了进行图像监控需要使用一路信号外，再分一路信号与大屏幕，使得监控人员能够从大局上把控现场的实际情况，因此，可以通过集中显示模块获取图像获取单元的初始图像信息以及第一图像采集模块的第一图像信息，并将初始图像信息以及第一图像信息进行可视化展示，采用可视化监控大屏，一目了然，使得监控人员能够从大局上把控现场的实际情况。

本实施例在原燃料的料位低于预设料位时获取需料料仓位置，将所述需料料仓位置和需料请求发送给所述智能定位模块；所述智能定位模块在接收到所述需料请求时，根据所述需料请求确定卸料小车的位置信息以及运行信息；所述智能定位模块接收所述需料料仓位置，并根据所述需料料仓位置、所述运行信息以及所述位置信息驱动所述卸料小车行驶至目标卸料点进行自动对仓；控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；第一图像采集模块在采集到来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息；所述料种识别单元对所述第一图像信息进行料种识别，得到来料料种识别结果，将所述来料料种识别结果与所述原燃料进行对比，在对比结果一致时，将所述第一图像信息传输至所述料流量判定单元；所述料流量判定单元对所述第一图像信息进行料流量检测，得到料流量检测结果，在所述料流量检测结果满足预设宽度时，将所述第一图像信息传输至所述料头与料尾检测单元；所述料头与料尾检测单元根据所述第一图像信息识别来料的料头、料尾，得到料头信号以及料尾信号，并根据所述料头信号、料尾信号确定所述原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块；料仓物料平衡模块根据放料重量信息以及料位计确定仓位在仓位满料时，向控制模块发送满料信号；控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料，首先通过配备多台摄像机分别采集卸料小车、来料皮带以及溢料的图像；采集到的视频图像一路通过数据分析服务器分别进行小车识别定位、溢料识别、料种识别、料流监测、料头料尾识别；另一路作用到集中显示模块，在可视化监控大屏上同步显示，最后将分析的结果作用于智能语音播报模块与控制模块，进行相关动作的语音播报、报警提示以及控制卸料小车的行走、皮带的启停，从而实现卸料的自动化控制。

本发明所述高炉槽上料仓智能管理系统装置的其他实施例或具有实现方法可参照上述各方法实施例，此处不在赘余。

此外，需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如只读存储器(Read Only Memory，ROM)/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接；

所述控制模块，用于在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；

所述第一图像采集模块，用于在采集到所述来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息，并将所述第一图像信息传输至物料监控模块；

所述物料监控模块，用于根据所述第一图像信息判断所述来料在传输时是否满足任务执行条件，若满足任务执行条件，则确定原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块，其中，所述任务执行条件为：来料的料种与卸料小车定位目标仓位所需的原燃料是否一致，通过比对结果为一致时再判断来料量是否超出送料皮带允许极限量；

所述料仓物料平衡模块，用于根据所述放料重量信息以及料位计确定仓位是否满料，并在所述仓位满料时，向所述控制模块发送满料信号；

所述控制模块，还用于根据所述满料信号控制需料料仓停止进料。

2.如权利要求1所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理系统还包括：智能定位模块；

所述料仓物料平衡模块，用于在原燃料的料位低于预设料位时获取需料料仓位置，将所述需料料仓位置和需料请求发送给所述智能定位模块；

所述智能定位模块，用于在接收到所述需料请求时，根据所述需料请求确定卸料小车的位置信息以及运行信息；

所述智能定位模块，还用于接收所述需料料仓位置，并根据所述需料料仓位置、所述运行信息以及所述位置信息驱动所述卸料小车行驶至目标卸料点进行自动对仓。

3.如权利要求2所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述智能定位模块包括：获取单元、检测单元以及确定单元；

所述获取单元，用于在接收到所述需料请求时，实时获取监控区域的初始图像信息；

所述检测单元，用于通过目标检测模型对所述初始图像信息进行识别检测，得到检测结果；

所述确定单元，用于在所述检测结果为所述监控区域存在卸料小车时，确定目标卸料小车的像素坐标信息；

所述确定单元，用于根据所述像素坐标信息对所述卸料小车进行定位，确定卸料小车的位置信息以及运行信息。

4.如权利要求1所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述物料监控模块包括：料种识别单元、料流量判定单元以及料头与料尾检测单元；

所述料种识别单元，用于对所述第一图像信息进行料种识别，得到来料料种识别结果，将所述来料料种识别结果与所述原燃料进行对比，在对比结果一致时，将所述第一图像信息传输至所述料流量判定单元；

所述料流量判定单元，用于对所述第一图像信息进行料流量检测，得到料流量检测结果，在所述料流量检测结果满足预设宽度时，将所述第一图像信息传输至所述料头与料尾检测单元；

所述料头与料尾检测单元，用于根据所述第一图像信息识别来料的料头、料尾，得到料头信号以及料尾信号，并根据所述料头信号、料尾信号确定所述原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块。

5.如权利要求4所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理系统还包括：智能语音播报模块；

所述料种识别单元，还用于在对比结果为不一致时，将所述对比结果传输至所述智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于根据所述对比结果输出智能语音提示。

6.如权利要求5所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述料流量判定单元，还用于在所述料流量检测结果为不满足预设宽度时，得到料流量过大检测结果，并将所述料流量过大检测结果传输至所述智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于对所述料流量过大检测结果进行智能语音提示。

7.如权利要求1所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：溢料检测模块，

所述溢料检测模块，用于对所述第一图像信息进行溢料检测，得到溢料检测结果，在所述溢料检测结果为反面皮带有料时，得到溢料检测结果，并将所述溢料检测结果传输至所述控制模块；

所述控制模块，还用于在接收到所述溢料检测结果时，控制送料皮带执行急停操作。

8.如权利要求7所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述溢料检测模块，还用于将所述溢料检测结果传输至智能语音播报模块；

所述智能语音播报模块，用于对所述溢料检测结果进行智能语音提示。

9.如权利要求3所述的高炉槽上料仓智能管理系统，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理还包括：集中显示模块；

所述获取单元，还用于将所述初始图像信息传输至所述集中显示模块；

所述第一图像采集模块，还用于将第一图像信息传输至所述集中显示模块；

所述集中显示模块，用于对所述初始图像信息以及所述第一图像信息进行可视化展示。

10.一种高炉槽上料仓智能管理方法，其特征在于，所述高炉槽上料仓智能管理方法应用于如权利要求1至9中任一项所述的高炉槽上料仓智能管理系统，所述系统包括：控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块，所述控制模块、第一图像采集模块、物料监控模块以及料仓物料平衡模块依次连接；

所述控制模块在卸料小车完成自动对仓时，驱动卸料小车中的来料传输至送料皮带进行自动放料；

所述第一图像采集模块在采集到所述来料时，获取图像采集设备采集的第一图像信息，并将所述第一图像信息传输至物料监控模块；

所述物料监控模块根据所述第一图像信息判断所述来料在传输时是否满足任务执行条件，若满足任务执行条件，则确定原燃料的放料重量信息，并将所述放料重量信息传输至所述料仓物料平衡模块，其中，所述任务执行条件为：来料的料种与卸料小车定位目标仓位所需的原燃料是否一致，通过比对结果为一致时再判断来料量是否超出送料皮带允许极限量；

所述料仓物料平衡模块根据所述放料重量信息以及料位计确定仓位是否满料，并在所述仓位满料时，向所述控制模块发送满料信号；

所述控制模块根据所述满料信号控制需料料仓停止进料。

Images