CN211553142U - 一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，包括：图像采集模块、图像处理模块、控制模块、防护模块、执行模块和用于发生异常时的记录异常信息的异常情况处理模块，防护模块设置于图像采集模块外部，用于对图像采集模块热辐射防护和防尘；执行模块包括机械手和测温取样枪，执行模块与控制模块连接用于根据控制模块的控制指令驱动测温取样枪进行测温取样；本实用新型中的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，通过图像检测钢包的钢液面上钢渣的分布情况，获取预设的下枪区域内所有的钢渣缝宽度，并通过预定的策略选取满足下枪条件的下枪位置，进行测温取样，从而提高了机械手测温取样作业的智能化水平。

Description

一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统

技术领域

本实用新型涉及冶金领域，尤其涉及一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统。

背景技术

在冶金领域中，提高炼钢的自动化水平，可以增强整个设备操作的安全性和可靠性，对保障炼钢钢水质量，提高炼钢的劳动生产率起着至关重要的作用。作为炼钢过程工艺操作的依据，需要在炼钢出钢后对钢水进行测温及取样，现有技术中通常采用通过机械手来进行测温取样。

但是，机械手在钢包精炼炉测温取样的实际应用中，通常使用固定路径来完成作业，然而对于炼钢作业工艺流程中，由于钢液面上通常有钢渣，机械手使用固定路径测温取样时，枪头可能会因碰撞到钢渣而损坏枪头，导致无法满足测温取样的要求，现有的技术中，没有一种专门针对钢液面图像进行分析后来调整下枪位置的检测系统，综上所述，需要一种新的测温取样系统，以达到提高机器人测温取样作业的智能化水平的目的。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型提供一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，以解决上述技术问题。

本实用新型提供的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，包括：

图像采集模块、图像处理模块、控制模块、防护模块、执行模块和用于发生异常时的记录异常信息的异常情况处理模块，

所述图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块与控制模块连接，所述控制模块分别与图像采集模块、图像处理模块和异常情况处理模块连接；

所述防护模块设置于图像采集模块外部，用于对图像采集模块热辐射防护和防尘；

所述执行模块包括机械手和测温取样枪，所述测温取样枪固定设置于机械手末端的法兰盘上，所述法兰盘设置有安装支架，所述图像采集模块固定于所述安装支架，所述执行模块与控制模块连接用于根据控制模块的控制指令驱动测温取样枪进行测温取样。

可选的，所述图像采集模块包括工业相机和用于降低采集图像亮度的滤光片。

可选的，所述防护模块包括设置于所述工业相机外部的隔热防护罩。

可选的，还包括用于下枪位置检测失败时进行报警的报警模块，所述报警模块的输入端与控制模块的输出端连接。

可选的，所述异常情况处理模块包括用于保存所述异常信息的数据库，所述异常信息包括异常日志信息和发生异常情况时的图像信息。

可选的，还包括用于传输控制指令和下枪坐标位置的通信模块，所述图像采集模块通过通信模块与图像处理模块连接。

可选的，还包括显示模块和用于对测温取样过程中的检测结果进行处理的结果处理模块。

本实用新型的有益效果：本实用新型中的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，通过图像检测钢包的钢液面上钢渣的分布情况，获取预设的下枪区域内所有的钢渣缝宽度，并通过预定的策略选取满足下枪条件的下枪位置，进行测温取样，从而提高了机械手测温取样作业的智能化水平。

附图说明

图1是本实用新型实施例中基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统的结构示意图。

图2是本实用新型实施例中基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统的目标检测图像及感兴趣区域示意图。

图3是本实用新型实施例中基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统的待测点与内外轮廓的距离最小值示意图。

图4是本实用新型实施例中基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统的一种下枪点示意图。

图5是本实用新型实施例中基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统的另一种下枪点示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本实用新型实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本实用新型的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本实用新型的实施例难以理解。

如图1-5所示，本实施例中的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，包括：图像采集模块、图像处理模块、控制模块、防护模块、执行模块和用于发生异常时的记录异常信息的异常情况处理模块，

图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，图像处理模块与控制模块连接，控制模块分别与图像采集模块、图像处理模块和异常情况处理模块连接；

防护模块设置于图像采集模块外部，用于对图像采集模块热辐射防护和防尘；

执行模块包括机械手和测温取样枪，测温取样枪固定设置于机械手末端的法兰盘上，法兰盘设置有安装支架，图像采集模块固定于所述安装支架，执行模块与控制模块连接用于根据控制模块的控制指令驱动测温取样枪进行测温取样。

在本实施例中，图像采集模块固定于机械手末端的法兰盘的安装支架上用于采集钢液面图像，测温取样枪安装于机械手末端的法兰盘上。图像采集模块主要包括工业相机和滤光片，通过滤光片可以降低采集图像的亮度，本实施例中的机械手可以采用六轴机械手，将图像采集模块安装于六轴机械手末端的法兰盘上，通过示教机械手到钢包检测位，并记录动作的原始路径，当机械手运动到钢包检测位，采集新的钢包钢液面图像作为检测的目标图像。由于钢液面上通常有钢渣，机械手使用固定路径测温取样时，枪头可能会因碰撞到钢渣而损坏枪头，通过图像采集模块可以获取钢包液面的图像，图像处理模块可以根据钢液面图像检测满足下枪条件的位置区域，并将位置坐标传送给控制模块，以供后续进行测温取样操作时可以选择合适的下枪位置。

在本实施例中，还包括防护模块包括线缆防护管和设置于所述工业相机外部的隔热防护罩，防护模块主要包括不光有隔热防辐射及防尘的防护罩，以及线缆防护管。

在本实施例中，还包括用于下枪位置检测失败时进行报警的报警模块，报警模块的输入端与控制模块的输出端连接，当发生异常时发出声光报警，优选地，当发生异常时，一方面通过报警模块发出报警信息，另一方面，通过异常情况处理模块记录异常信息，本实施例中的异常信息主要包括系统的报错日志信息以及发生异常情况时的图像信息，通过这种记录异常发生时的相关信息的方式，以便于回溯发生异常的原因，方便从源头上分析。可选的，本实施例中的异常情况处理模块包括用于保存所述异常信息的数据库，通过数据库进行异常相关信息的存储和调用。

在本实施例中，还包括用于传输控制指令和下枪坐标位置的通信模块，图像采集模块通过通信模块与图像处理模块连接，通过通信模块，控制模块可以根据收到的下枪坐标位置控制机器人对钢包液面进行测温取样操作，通信模块可以采用有线通信模块，例如通过TCP/IP网络协议进行通信，也可以采用GPRS、3G、4G、5G等无线通信模块，可选的，通信模块可以安装于测温取样机器人末端，机器人移动到检测位后，将图像采集模块采集的图像传输给图像处理模块进行检测，将检测结果发送给控制模块。

在本实施例中，还包括显示模块和用于对测温取样过程中的检测结果进行处理的结果处理模块，例如可以将预设的测温取样下枪位置、下枪位置周围的感兴趣区域和下枪的最小区域等不同区域通过结果处理模块进行处理后，再通过显示模块进行区别显示，例如使用不同颜色和不同大小的十字架表示不同方案下选取的下枪位置，十字架的中心为下枪点的中心，十字架的大小表示该区域适合下枪的最大宽度等方式。

在本实施例中，预先设置下枪位置周围的感兴趣区域、图像中测温取样下枪位置和下枪的最小区域，如图2所示，下枪的最小区域作为下枪条件，下枪条件指枪头插入钢液面时，枪头所接触的钢液面周围邻域内无钢渣。

在本实施例中，可以看到该区域的内轮廓和外轮廓，如图5所示，受限于图片黑白色彩，在实际应用中可以通过不同颜色来进行区分，例如采用红色的轮廓为钢渣缝的外轮廓，蓝色的轮廓为钢渣缝的内轮廓，并定义内轮廓和外轮廓之间的距离即为钢渣缝宽度。

如图3所示，A点为待测点，61为感兴趣区域，62为外轮廓，63和64为内轮廓。在下枪位置周围的感兴趣区域内选择待测点A，判断待测点A与外轮廓(62)与内轮廓(63和64)的关系从而确定待测点A是否在钢渣缝内。判断规则为：待测点A既在外轮廓(62)内部，又在内轮廓(63和64)外部，则待测点A为钢渣缝内的点。计算钢渣缝内的待测点A距离外轮廓(62)和内轮廓(63和64)的最小距离，定义为待测点的钢渣缝宽度。

在本实施例中，如图4所示，可以采用最近点策略查找下枪位置周围邻域内所有的钢渣缝宽度，计算满足下枪最小区域条件的位置，圈形标记为预先设置的下枪位置，下枪位置周围邻域大小可预先设置，宽度如十字标记所示。采用最适合策略查找下枪位置感兴趣区域内所有的钢渣缝宽度，结果如图5所示，图中十字标记为最适合点策略计算得到的下枪点位置。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，包括图像采集模块、图像处理模块、控制模块、防护模块、执行模块和用于发生异常时的记录异常信息的异常情况处理模块，

所述图像采集模块的输出端与图像处理模块的输入端连接，所述图像处理模块与控制模块连接，所述控制模块分别与图像采集模块、图像处理模块和异常情况处理模块连接；

所述防护模块设置于图像采集模块外部，用于对图像采集模块热辐射防护和防尘；

所述执行模块包括机械手和测温取样枪，所述测温取样枪固定设置于机械手末端的法兰盘上，所述法兰盘设置有安装支架，所述图像采集模块固定于所述安装支架，所述执行模块与控制模块连接用于根据控制模块的控制指令驱动测温取样枪进行测温取样。

2.根据权利要求1所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，所述图像采集模块包括工业相机和用于降低采集图像亮度的滤光片。

3.根据权利要求2所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，所述防护模块包括线缆防护管和设置于所述工业相机外部的隔热防护罩。

4.根据权利要求1所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，还包括用于下枪位置检测失败时进行报警的报警模块，所述报警模块的输入端与控制模块的输出端连接。

5.根据权利要求1所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，所述异常情况处理模块包括用于保存所述异常信息的数据库，所述异常信息包括异常日志信息和发生异常情况时的图像信息。

6.根据权利要求1所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，还包括用于传输控制指令和下枪坐标位置的通信模块，所述图像采集模块通过通信模块与图像处理模块连接。

7.根据权利要求1所述的基于图像的测温取样下枪位置智能检测系统，其特征在于，还包括显示模块和用于对测温取样过程中的检测结果进行处理的结果处理模块。

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