JP3246375B2 - 高炉のガス流分布検出方法及びその装置 - Google Patents
高炉のガス流分布検出方法及びその装置Info
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- JP3246375B2 JP3246375B2 JP00659497A JP659497A JP3246375B2 JP 3246375 B2 JP3246375 B2 JP 3246375B2 JP 00659497 A JP00659497 A JP 00659497A JP 659497 A JP659497 A JP 659497A JP 3246375 B2 JP3246375 B2 JP 3246375B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、操業中、高炉の炉
内で発生するガス流の分布を検出する方法及びその実施
に使用する装置に関する。
内で発生するガス流の分布を検出する方法及びその実施
に使用する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】高炉を安定に操業して高品質の銑鉄を製
造するために、高炉炉況を正確に判断することが必要で
あるが、これを実現するには、炉内のガス流を的確に把
握することが重要である。
造するために、高炉炉況を正確に判断することが必要で
あるが、これを実現するには、炉内のガス流を的確に把
握することが重要である。
【０００３】図６は特開平 5−34613 号公報に記載され
た従来のガス流分布検出装置の構成を示すブロック図で
あり、図中41は略円筒状の高炉である。原料及びコーク
スを含み高炉41の炉口から装入された装入物50は炉口付
近まで堆積されると共にその中央部から加熱溶融され、
高炉41の底部から溶銑となって取り出される。そのた
め、炉内に堆積した装入物50の表面部分の断面形状は略
逆円錐状である。
た従来のガス流分布検出装置の構成を示すブロック図で
あり、図中41は略円筒状の高炉である。原料及びコーク
スを含み高炉41の炉口から装入された装入物50は炉口付
近まで堆積されると共にその中央部から加熱溶融され、
高炉41の底部から溶銑となって取り出される。そのた
め、炉内に堆積した装入物50の表面部分の断面形状は略
逆円錐状である。
【０００４】高炉41の炉口の斜め上方には赤外線カメラ
等の撮像装置42が俯角方向に回転自在に設置してあり、
炉内に堆積した装入物50の表面部分を撮像するようにな
っている。撮像装置42からの画像信号は温度信号変換部
43に与えられ、そこで波長に応じた温度信号に変換され
て演算制御部44に与えられる。演算制御部44は与えられ
た温度信号に基づいて最高温度の位置及び温度帯域別面
積等を算出し、算出結果及び温度信号を表示制御部45に
与えてモニタ48に表示させると共に、前記算出結果に基
づいてスキャン機構46に指令信号を与えて撮像装置42の
俯角を制御する。
等の撮像装置42が俯角方向に回転自在に設置してあり、
炉内に堆積した装入物50の表面部分を撮像するようにな
っている。撮像装置42からの画像信号は温度信号変換部
43に与えられ、そこで波長に応じた温度信号に変換され
て演算制御部44に与えられる。演算制御部44は与えられ
た温度信号に基づいて最高温度の位置及び温度帯域別面
積等を算出し、算出結果及び温度信号を表示制御部45に
与えてモニタ48に表示させると共に、前記算出結果に基
づいてスキャン機構46に指令信号を与えて撮像装置42の
俯角を制御する。
【０００５】一方、高炉41の炉口には炉内の装入物レベ
ルを検出するサウンジングセンサが設けられており、検
出された装入物レベルは炉心位置検出部47に与えられる
ようになっている。炉心位置検出部47には撮像装置42か
ら出力される画像信号の水平走査ライン数，撮像装置42
から炉心までの距離，装入物レベルの変動幅，最高装入
物レベルと撮像装置42の水平位置との距離等の情報が与
えられており、炉心位置検出部47はこれらの情報とサウ
ンジングセンサから与えられた装入物レベルとに基づい
て、装入物表面の中央Ｏが画像信号の水平走査ラインの
何本目に当たるかを検出し、モニタ48に前記中央Ｏを表
示する。そして、オペレータはモニタ48に表示された画
像に基づいてガス流の発生位置及び発生規模等，ガス流
分布を判定し、高炉41の炉況を判断する。
ルを検出するサウンジングセンサが設けられており、検
出された装入物レベルは炉心位置検出部47に与えられる
ようになっている。炉心位置検出部47には撮像装置42か
ら出力される画像信号の水平走査ライン数，撮像装置42
から炉心までの距離，装入物レベルの変動幅，最高装入
物レベルと撮像装置42の水平位置との距離等の情報が与
えられており、炉心位置検出部47はこれらの情報とサウ
ンジングセンサから与えられた装入物レベルとに基づい
て、装入物表面の中央Ｏが画像信号の水平走査ラインの
何本目に当たるかを検出し、モニタ48に前記中央Ｏを表
示する。そして、オペレータはモニタ48に表示された画
像に基づいてガス流の発生位置及び発生規模等，ガス流
分布を判定し、高炉41の炉況を判断する。
【０００６】しかし、このような装置にあっては、ガス
流の発生位置及び発生規模等の判定はオペレータの目視
によって行われているため、ガス流分布の判定結果は定
性的なものでしかなく、その信頼性はオペレータの経験
に大きく依存しているという問題があった。
流の発生位置及び発生規模等の判定はオペレータの目視
によって行われているため、ガス流分布の判定結果は定
性的なものでしかなく、その信頼性はオペレータの経験
に大きく依存しているという問題があった。
【０００７】そのため、本出願人は、特開平 8−105839
号公報に次のようなガス流分布検出方法及び装置を開示
している。高炉の炉口に配置した撮像装置によって、炉
内に装入された装入物表面及びその上方の空間領域を撮
像してガス流像を含む画像を得、得られた画像を２値化
して、ガス流像の輪郭を定め、ガス流像の面積及びガス
流の発生位置等の特徴量を演算し、得られた特徴量に基
づいてガス流の分布を判定する。
号公報に次のようなガス流分布検出方法及び装置を開示
している。高炉の炉口に配置した撮像装置によって、炉
内に装入された装入物表面及びその上方の空間領域を撮
像してガス流像を含む画像を得、得られた画像を２値化
して、ガス流像の輪郭を定め、ガス流像の面積及びガス
流の発生位置等の特徴量を演算し、得られた特徴量に基
づいてガス流の分布を判定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、２値化
画像から特徴量を演算する従来の方法にあっては次のよ
うな問題があった。図７は炉内を撮像して得られる画像
及びその画像を２値化した２値化画像を説明する説明図
であり、（ａ）は撮像画像を、（ｂ）は２値化画像を表
している。また、図８は、図７（ｂ）中の破線における
２値化前のプロファイルであり、図９は、図７（ｂ）中
の破線における２値化前の他のプロファイルである。図
８はガス流温度が低い場合を、図９はガス流温度が高い
場合をそれぞれ示している。なお、図８及び図９におい
て、縦軸は輝度を、横軸は距離を示している。
画像から特徴量を演算する従来の方法にあっては次のよ
うな問題があった。図７は炉内を撮像して得られる画像
及びその画像を２値化した２値化画像を説明する説明図
であり、（ａ）は撮像画像を、（ｂ）は２値化画像を表
している。また、図８は、図７（ｂ）中の破線における
２値化前のプロファイルであり、図９は、図７（ｂ）中
の破線における２値化前の他のプロファイルである。図
８はガス流温度が低い場合を、図９はガス流温度が高い
場合をそれぞれ示している。なお、図８及び図９におい
て、縦軸は輝度を、横軸は距離を示している。
【０００９】図７（ａ）のように、炉内に装入された装
入物表面及びその上方の空間領域を撮像して得られる画
像には、装入物表面の中央部分の像ＰT とその中央から
立ち上るガス流の像ＰG とが含まれている。その画像を
予め定めた閾値を用いて２値化すると、図７（ｂ）のよ
うに、ガス流像ＰG のみを含む２値化画像が得られる。
この２値化画像におけるガス流像ＰG に基づいて、特徴
量として例えばガス流像ＰG の幅，面積等を演算する。
しかし、図８のように、ガス流温度が低く幅広なプロフ
ァイルである場合であっても、図９のように、ガス流温
度が高く尖鋭なプロファイルである場合であっても、図
７（ｂ）のように、２値化画像におけるガス流像ＰG の
幅は同じである。このように、２値化画像から求めた特
徴量にはガス濃度の差及びガス流温度の差が反映されて
おらず、高精度に炉況判定を行うことができないという
問題があった。
入物表面及びその上方の空間領域を撮像して得られる画
像には、装入物表面の中央部分の像ＰT とその中央から
立ち上るガス流の像ＰG とが含まれている。その画像を
予め定めた閾値を用いて２値化すると、図７（ｂ）のよ
うに、ガス流像ＰG のみを含む２値化画像が得られる。
この２値化画像におけるガス流像ＰG に基づいて、特徴
量として例えばガス流像ＰG の幅，面積等を演算する。
しかし、図８のように、ガス流温度が低く幅広なプロフ
ァイルである場合であっても、図９のように、ガス流温
度が高く尖鋭なプロファイルである場合であっても、図
７（ｂ）のように、２値化画像におけるガス流像ＰG の
幅は同じである。このように、２値化画像から求めた特
徴量にはガス濃度の差及びガス流温度の差が反映されて
おらず、高精度に炉況判定を行うことができないという
問題があった。
【００１０】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、その目的とするところは高炉に設けた撮像装
置が撮像して得た画像内に、ガス流分布検出の対象にす
る１又は複数の対象領域を定め、その対象領域内の複数
の画素の輝度をそれぞれ積算して積算濃度画像を生成
し、生成した積算濃度画像からガス流分布の特徴量を抽
出することによって、ガス流温度の差が考慮され、炉況
判定の精度が向上する高炉のガス流検出方法及びその実
施に使用する装置を提供することにある。
であって、その目的とするところは高炉に設けた撮像装
置が撮像して得た画像内に、ガス流分布検出の対象にす
る１又は複数の対象領域を定め、その対象領域内の複数
の画素の輝度をそれぞれ積算して積算濃度画像を生成
し、生成した積算濃度画像からガス流分布の特徴量を抽
出することによって、ガス流温度の差が考慮され、炉況
判定の精度が向上する高炉のガス流検出方法及びその実
施に使用する装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る高炉のガ
ス流分布検出方法は、高炉に撮像装置を設け、該撮像装
置によって炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得ら
れた画像に基づいてガス流の分布を検出する方法におい
て、画像内に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数
の対象領域を設定し、その対象領域内で、高炉の高さ方
向に複数の画素の輝度を積算して積算濃度画像を生成
し、生成した積算濃度画像からガス流分布の特徴量を抽
出することを特徴とする。
ス流分布検出方法は、高炉に撮像装置を設け、該撮像装
置によって炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得ら
れた画像に基づいてガス流の分布を検出する方法におい
て、画像内に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数
の対象領域を設定し、その対象領域内で、高炉の高さ方
向に複数の画素の輝度を積算して積算濃度画像を生成
し、生成した積算濃度画像からガス流分布の特徴量を抽
出することを特徴とする。
【００１２】第２発明に係る高炉のガス流分布検出方法
は、第１発明において、前記対象領域内の全画素の輝度
を積算し、それを前記特徴量に加えることを特徴とす
る。
は、第１発明において、前記対象領域内の全画素の輝度
を積算し、それを前記特徴量に加えることを特徴とす
る。
【００１３】第３発明に係る高炉のガス流分布検出方法
は、第１又は第２発明において、前記撮像装置が所定時
間撮像して得た複数の画像を記憶し、記憶した各画像そ
れぞれを構成する複数の画素の輝度を、各画像の対応す
る画素について平均化して平均化画像を生成し、生成し
た平均化画像を前記対象領域に与えることを特徴とす
る。
は、第１又は第２発明において、前記撮像装置が所定時
間撮像して得た複数の画像を記憶し、記憶した各画像そ
れぞれを構成する複数の画素の輝度を、各画像の対応す
る画素について平均化して平均化画像を生成し、生成し
た平均化画像を前記対象領域に与えることを特徴とす
る。
【００１４】第４発明に係る高炉のガス流分布検出装置
は、高炉に撮像装置が設けてあり、該撮像装置によって
炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得られた画像に
基づいてガス流の分布を検出する装置において、画像内
に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数の対象領域
を設定する対象領域設定手段と、その対象領域内で、高
炉の高さ方向に複数の画素の輝度を積算して積算濃度画
像を生成する手段と、生成した積算濃度画像からガス流
分布の特徴量を抽出する手段とを備えることを特徴とす
る。
は、高炉に撮像装置が設けてあり、該撮像装置によって
炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得られた画像に
基づいてガス流の分布を検出する装置において、画像内
に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数の対象領域
を設定する対象領域設定手段と、その対象領域内で、高
炉の高さ方向に複数の画素の輝度を積算して積算濃度画
像を生成する手段と、生成した積算濃度画像からガス流
分布の特徴量を抽出する手段とを備えることを特徴とす
る。
【００１５】第５発明に係る高炉のガス流分布検出装置
は、第４発明において、前記対象領域内の全画素の輝度
を積算する手段を具備し、該手段が積算した輝度を前記
特徴量に加えるようになしてあることを特徴とする。
は、第４発明において、前記対象領域内の全画素の輝度
を積算する手段を具備し、該手段が積算した輝度を前記
特徴量に加えるようになしてあることを特徴とする。
【００１６】第６発明に係る高炉のガス流分布検出装置
は、第４又は第５発明において、前記撮像装置が所定時
間撮像して得た複数の画像を記憶する記憶手段と、該記
憶手段に記憶された各画像それぞれを構成する複数の画
素の輝度を、各画像の対応する画素について平均化して
平均化画像を生成し、生成した平均化画像を前記対象領
域設定手段に与える手段を備えることを特徴とする。
は、第４又は第５発明において、前記撮像装置が所定時
間撮像して得た複数の画像を記憶する記憶手段と、該記
憶手段に記憶された各画像それぞれを構成する複数の画
素の輝度を、各画像の対応する画素について平均化して
平均化画像を生成し、生成した平均化画像を前記対象領
域設定手段に与える手段を備えることを特徴とする。
【００１７】第１及び第４発明にあっては、高炉に設け
た撮像装置によってガス流が発生する部分、例えば炉内
に装入した装入物の表面中央とその上方の空間を含む適
宜の領域を撮像し、得られた画像において、ガス流分布
検出の対象にする対象領域を設定する。対象領域として
は、例えば、ガス流の装入物表面から立ち上る部分、及
びそれより適宜距離上方の部分の一方又は両方を設定す
る。ガス流の装入物表面から立ち上る部分と、その上方
の部分とではガス流の状況が大きく異なるため、ガス流
の両方の部分に対象領域を設定した場合、炉況を高精度
に判定することができる。
た撮像装置によってガス流が発生する部分、例えば炉内
に装入した装入物の表面中央とその上方の空間を含む適
宜の領域を撮像し、得られた画像において、ガス流分布
検出の対象にする対象領域を設定する。対象領域として
は、例えば、ガス流の装入物表面から立ち上る部分、及
びそれより適宜距離上方の部分の一方又は両方を設定す
る。ガス流の装入物表面から立ち上る部分と、その上方
の部分とではガス流の状況が大きく異なるため、ガス流
の両方の部分に対象領域を設定した場合、炉況を高精度
に判定することができる。
【００１８】そして、対象領域内の複数の画素の輝度
を、高炉の高さ方向にそれぞれ積算して積算濃度画像を
生成する。これによって、２値化画像を生成することな
く、ガス流の高炉幅方向のプロファイルに相当する積算
画像が得られる。この積算濃度画像から、最大輝度の位
置，積算画像の重心，幅等、ガス流分布の特徴量を抽出
してガス流の分布を検出する。これによって、ガス濃度
の差及びガス流温度の差が考慮され、炉況判定の精度が
向上する。
を、高炉の高さ方向にそれぞれ積算して積算濃度画像を
生成する。これによって、２値化画像を生成することな
く、ガス流の高炉幅方向のプロファイルに相当する積算
画像が得られる。この積算濃度画像から、最大輝度の位
置，積算画像の重心，幅等、ガス流分布の特徴量を抽出
してガス流の分布を検出する。これによって、ガス濃度
の差及びガス流温度の差が考慮され、炉況判定の精度が
向上する。
【００１９】第２及び第５発明にあっては、積算濃度画
像から得た特徴量に、対象領域内の全画素の輝度を積算
した結果を加えるため、対象領域内にあるガス流の全体
が数値化され、炉況判定の精度が更に向上する。
像から得た特徴量に、対象領域内の全画素の輝度を積算
した結果を加えるため、対象領域内にあるガス流の全体
が数値化され、炉況判定の精度が更に向上する。
【００２０】第３及び第６発明にあっては、撮像装置が
適宜時間撮像して得た複数の画像それぞれを構成する複
数の画素の輝度を、各画像の対応する画素について平均
化することによって平均化画像を生成し、生成した平均
化画像に、前述した対象領域を定める。これによって、
高炉内に発生する粉塵といった一過性のノイズの影響が
軽減される。
適宜時間撮像して得た複数の画像それぞれを構成する複
数の画素の輝度を、各画像の対応する画素について平均
化することによって平均化画像を生成し、生成した平均
化画像に、前述した対象領域を定める。これによって、
高炉内に発生する粉塵といった一過性のノイズの影響が
軽減される。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本発明をその実施の形態を示
す図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係
る高炉のガス流検出装置の構成を示すブロック図であ
り、図２は図１に示したガス流検出装置によるガス流検
出手順を示すフローチャートである。高炉１の炉口に
は、監視用窓が設けてあり該監視用窓に対向して赤外線
カメラ等の撮像装置２が配置してある。撮像装置２は、
炉内に装入された装入物の表面中央Ｏ及びその上方の空
間領域を含む適宜範囲を撮像するようになしてあり、撮
像装置２が撮像した画像はアナログ／ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器３に与えられ、そこで適宜階調の濃淡画像に
変換され、炉況解析装置４に備えられた平均化画像生成
部５に与えられる。平均化画像生成部５は、適宜のピッ
チ（１〜３０秒程度）で、その間に撮像装置２から与え
られる複数の画像を記憶し（ステップＳ１）、記憶した
各画像それぞれを構成する複数の画素の輝度の内、対応
する画素の輝度の値を平均化して平均化画像を生成し
（ステップＳ２）、それをフレームメモリ６に与えてそ
こに記憶させる（ステップＳ３）。これによって、高炉
内に発生する粉塵といった一過性のノイズの影響が軽減
される。
す図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明に係
る高炉のガス流検出装置の構成を示すブロック図であ
り、図２は図１に示したガス流検出装置によるガス流検
出手順を示すフローチャートである。高炉１の炉口に
は、監視用窓が設けてあり該監視用窓に対向して赤外線
カメラ等の撮像装置２が配置してある。撮像装置２は、
炉内に装入された装入物の表面中央Ｏ及びその上方の空
間領域を含む適宜範囲を撮像するようになしてあり、撮
像装置２が撮像した画像はアナログ／ディジタル（Ａ／
Ｄ）変換器３に与えられ、そこで適宜階調の濃淡画像に
変換され、炉況解析装置４に備えられた平均化画像生成
部５に与えられる。平均化画像生成部５は、適宜のピッ
チ（１〜３０秒程度）で、その間に撮像装置２から与え
られる複数の画像を記憶し（ステップＳ１）、記憶した
各画像それぞれを構成する複数の画素の輝度の内、対応
する画素の輝度の値を平均化して平均化画像を生成し
（ステップＳ２）、それをフレームメモリ６に与えてそ
こに記憶させる（ステップＳ３）。これによって、高炉
内に発生する粉塵といった一過性のノイズの影響が軽減
される。
【００２２】炉況解析装置４の領域設定部７には、平均
化画像において、後述する特徴量を抽出するための１又
は複数の抽出対象領域が予め与えられており、領域設定
部７はフレームメモリ６に記憶された平均化画像内に抽
出対象領域を設定する（ステップＳ４）。そして、炉況
を判断するための特徴量を抽出する特徴量抽出部８は、
次のようにして抽出対象領域の画像から積算濃度画像を
生成し（ステップＳ５）、生成した積算濃度画像から特
徴量を抽出する（ステップＳ６）。
化画像において、後述する特徴量を抽出するための１又
は複数の抽出対象領域が予め与えられており、領域設定
部７はフレームメモリ６に記憶された平均化画像内に抽
出対象領域を設定する（ステップＳ４）。そして、炉況
を判断するための特徴量を抽出する特徴量抽出部８は、
次のようにして抽出対象領域の画像から積算濃度画像を
生成し（ステップＳ５）、生成した積算濃度画像から特
徴量を抽出する（ステップＳ６）。
【００２３】図３は平均化画像を説明する説明図であ
り、図４は積算濃度画像の生成方法を説明する説明図で
ある。図３に示したように、平均化画像には、その中央
より下側に、高炉内に装入された装入物表面の像Ｐ
T が、装入物表面の中央が平均化画像の横軸の中央にな
るように生成されており、装入物表面の像ＰT の略中央
から上方向へガス流像ＰG が生成されている。
り、図４は積算濃度画像の生成方法を説明する説明図で
ある。図３に示したように、平均化画像には、その中央
より下側に、高炉内に装入された装入物表面の像Ｐ
T が、装入物表面の中央が平均化画像の横軸の中央にな
るように生成されており、装入物表面の像ＰT の略中央
から上方向へガス流像ＰG が生成されている。
【００２４】この平均化画像に、図４に示したように、
第１抽出対象領域Ｒ1 及び第２抽出対象領域Ｒ2 を設定
する。第１抽出対象領域Ｒ1 は、平均化画像の下半分の
部分の中央に横に長い長方形状の領域として予め設定さ
れており、第１抽出対象領域Ｒ1 内には、装入物表面の
像ＰT の一部及び装入物表面から立ち上るガス流像Ｐ G
が含まれる。また、第２抽出対象領域Ｒ2 は、平均化画
像の上半分の部分の中央に第１抽出対象領域Ｒ1 より少
し大きい長方形状の領域として予め設定されており、第
２抽出対象領域Ｒ2 内には、上側のガス流像ＰG が含ま
れる。ガス流の装入物表面から立ち上る部分と、その上
方の部分とではガス流の状況が大きく異なるため、ガス
流の両方の部分に抽出対象領域を設定することによっ
て、炉況を高精度に判定することができる。
第１抽出対象領域Ｒ1 及び第２抽出対象領域Ｒ2 を設定
する。第１抽出対象領域Ｒ1 は、平均化画像の下半分の
部分の中央に横に長い長方形状の領域として予め設定さ
れており、第１抽出対象領域Ｒ1 内には、装入物表面の
像ＰT の一部及び装入物表面から立ち上るガス流像Ｐ G
が含まれる。また、第２抽出対象領域Ｒ2 は、平均化画
像の上半分の部分の中央に第１抽出対象領域Ｒ1 より少
し大きい長方形状の領域として予め設定されており、第
２抽出対象領域Ｒ2 内には、上側のガス流像ＰG が含ま
れる。ガス流の装入物表面から立ち上る部分と、その上
方の部分とではガス流の状況が大きく異なるため、ガス
流の両方の部分に抽出対象領域を設定することによっ
て、炉況を高精度に判定することができる。
【００２５】なお、領域設定部７は次のようにして抽出
対象領域を設定することもできる。図３に示した平均化
画像を２値化して２値化画像を生成する。２値化画像に
あっては、装入物表面のガス流が立ち上っている部分の
輝度が最も高いので、その部分を含む適宜領域を第１抽
出対象領域とし、それを平均化画像内に設定する。そし
て、平均化画像において、第１抽出対象領域から所定距
離だけ上方に第２抽出対象領域を設定する。
対象領域を設定することもできる。図３に示した平均化
画像を２値化して２値化画像を生成する。２値化画像に
あっては、装入物表面のガス流が立ち上っている部分の
輝度が最も高いので、その部分を含む適宜領域を第１抽
出対象領域とし、それを平均化画像内に設定する。そし
て、平均化画像において、第１抽出対象領域から所定距
離だけ上方に第２抽出対象領域を設定する。
【００２６】抽出対象領域Ｒには複数の画素Ｇ11，…，
ＧHVが、高炉の高さ方向であるＹ軸方向に１〜Ｖ行、高
炉の直径方向であるＸ軸方向に１〜Ｈ列含まれており、
特徴量抽出部８は次の（１）式に従って、１〜Ｈ列の別
にその列に含まれる全ての行の画素の輝度をそれぞれ積
算して積算濃度画像を生成する。ガス流の温度は幅方向
の中央で高く、縁部に向かうにつれて低くなるので、積
算濃度画像を生成すると、図４に示したように、略放物
線状の輪郭である積算濃度画像ＰH が得られる。
ＧHVが、高炉の高さ方向であるＹ軸方向に１〜Ｖ行、高
炉の直径方向であるＸ軸方向に１〜Ｈ列含まれており、
特徴量抽出部８は次の（１）式に従って、１〜Ｈ列の別
にその列に含まれる全ての行の画素の輝度をそれぞれ積
算して積算濃度画像を生成する。ガス流の温度は幅方向
の中央で高く、縁部に向かうにつれて低くなるので、積
算濃度画像を生成すると、図４に示したように、略放物
線状の輪郭である積算濃度画像ＰH が得られる。
【００２７】
【数１】
【００２８】図５は積算濃度画像からの特徴量の抽出方
法を説明する説明図である。特徴量抽出部８は積算濃度
画像ＰH において最大値ＭX のＸ軸方向の位置Ｃ、重心
のＸ軸方向の位置Ｇを求めそれを特徴量にする。また、
特徴量抽出部８にはパラメータα（０＜α＜１）及び定
数Ｓ（０＜Ｓ＜最大値）が予め設定してあり、特徴量抽
出部８は、最大値ＭX にパラメータαを乗じた値を通り
Ｘ軸と平行な線分と、積算濃度画像ＰH の輪郭とが交わ
る２つの点Ｐ1 ，Ｐ2 を求め、点Ｐ1 ，Ｐ2 の間の距離
を演算し、それを特徴量にする。同様に、特徴量抽出部
８は、定数Ｓを通りＸ軸と平行な線分と、積算濃度画像
ＰH の輪郭とが交わる２つの点Ｐ3 ，Ｐ 4 を求め、点Ｐ
3 ，Ｐ4 の間の距離を演算し、それを特徴量にする。
法を説明する説明図である。特徴量抽出部８は積算濃度
画像ＰH において最大値ＭX のＸ軸方向の位置Ｃ、重心
のＸ軸方向の位置Ｇを求めそれを特徴量にする。また、
特徴量抽出部８にはパラメータα（０＜α＜１）及び定
数Ｓ（０＜Ｓ＜最大値）が予め設定してあり、特徴量抽
出部８は、最大値ＭX にパラメータαを乗じた値を通り
Ｘ軸と平行な線分と、積算濃度画像ＰH の輪郭とが交わ
る２つの点Ｐ1 ，Ｐ2 を求め、点Ｐ1 ，Ｐ2 の間の距離
を演算し、それを特徴量にする。同様に、特徴量抽出部
８は、定数Ｓを通りＸ軸と平行な線分と、積算濃度画像
ＰH の輪郭とが交わる２つの点Ｐ3 ，Ｐ 4 を求め、点Ｐ
3 ，Ｐ4 の間の距離を演算し、それを特徴量にする。
【００２９】更に、特徴量抽出部８は、次の（２）式に
従って、抽出対象領域Ｒに含まれる全ての画素Ｇ11，
…，ＧHVの輝度を積算して質量Ｍを演算し（ステップＳ
７）、それを特徴量にする。
従って、抽出対象領域Ｒに含まれる全ての画素Ｇ11，
…，ＧHVの輝度を積算して質量Ｍを演算し（ステップＳ
７）、それを特徴量にする。
【００３０】
【数２】
【００３１】特徴量抽出部８は、抽出した各特徴量を集
計部９に与え、集計部９は与えられた特徴量のそれぞ
れ、又はいくつかの特徴量を組み合わせてグラフ化する
（ステップＳ８）。炉況判定部10には複数の閾値が予め
設定してあり、炉況判定部10は、集計部９がグラフ化し
た結果が対応する閾値の範囲から外れた場合、炉況が悪
化したと判断し（ステップＳ９）、表示装置15に炉況悪
化の表示をさせると共に、画像保存処理部11にトリガを
与える。
計部９に与え、集計部９は与えられた特徴量のそれぞ
れ、又はいくつかの特徴量を組み合わせてグラフ化する
（ステップＳ８）。炉況判定部10には複数の閾値が予め
設定してあり、炉況判定部10は、集計部９がグラフ化し
た結果が対応する閾値の範囲から外れた場合、炉況が悪
化したと判断し（ステップＳ９）、表示装置15に炉況悪
化の表示をさせると共に、画像保存処理部11にトリガを
与える。
【００３２】画像保存処理部11には撮像装置２から該撮
像装置２が撮像して得た画像が与えられるようになって
おり、画像保存処理部11は与えられた画像をｍ秒間だけ
保存した後、その画像の保存領域に、新たに与えられた
画像を上書きする。画像保存処理部11は、炉況判定部10
からトリガが与えられると、画像圧縮モードが予め設定
してある場合は、保存している全画像を圧縮処理し、そ
れを外部記録装置16へ与えてそこに記録させ、また画像
圧縮モードが設定されていない場合は、保存している全
画像を外部記録装置16へ与えてそこに記録させる。
像装置２が撮像して得た画像が与えられるようになって
おり、画像保存処理部11は与えられた画像をｍ秒間だけ
保存した後、その画像の保存領域に、新たに与えられた
画像を上書きする。画像保存処理部11は、炉況判定部10
からトリガが与えられると、画像圧縮モードが予め設定
してある場合は、保存している全画像を圧縮処理し、そ
れを外部記録装置16へ与えてそこに記録させ、また画像
圧縮モードが設定されていない場合は、保存している全
画像を外部記録装置16へ与えてそこに記録させる。
【００３３】更に、画像保存処理部11は、画像の保存と
上書きを繰り返しながら、トリガが与えられてからｎ秒
間分の画像を圧縮処理し、又は圧縮処理することなく外
部記録装置16へ与えてそこに記録させる。このように、
炉況が悪化したと判定された前後の（ｍ＋ｎ）秒間の画
像のみを外部記録装置16に記録させるため、外部記録装
置16に記録させた画像に基づいて、炉況判定の精度を検
査することができる一方、外部記録装置16の使用効率が
向上する。
上書きを繰り返しながら、トリガが与えられてからｎ秒
間分の画像を圧縮処理し、又は圧縮処理することなく外
部記録装置16へ与えてそこに記録させる。このように、
炉況が悪化したと判定された前後の（ｍ＋ｎ）秒間の画
像のみを外部記録装置16に記録させるため、外部記録装
置16に記録させた画像に基づいて、炉況判定の精度を検
査することができる一方、外部記録装置16の使用効率が
向上する。
【００３４】
【発明の効果】以上詳述した如く、第１及び第４発明に
あっては、２値化画像を生成することなく、ガス流分布
を定量的に求めることができ、ガス流温度の差が考慮さ
れ、炉況判定の精度が向上する。
あっては、２値化画像を生成することなく、ガス流分布
を定量的に求めることができ、ガス流温度の差が考慮さ
れ、炉況判定の精度が向上する。
【００３５】第２及び第５発明にあっては、対象領域内
にあるガス流の全体が数値化され、炉況判定の精度が更
に向上する。
にあるガス流の全体が数値化され、炉況判定の精度が更
に向上する。
【００３６】また第３及び第６発明にあっては、平均化
画像を生成し、生成した平均化画像内に対象領域を設定
するため、高炉内に発生する粉塵といった一過性のノイ
ズの影響が軽減される等、本発明は優れた効果を奏す
る。
画像を生成し、生成した平均化画像内に対象領域を設定
するため、高炉内に発生する粉塵といった一過性のノイ
ズの影響が軽減される等、本発明は優れた効果を奏す
る。
【図１】本発明に係る高炉のガス流検出装置の構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
【図２】図１に示したガス流検出装置によるガス流検出
手順を示すフローチャートである。
手順を示すフローチャートである。
【図３】平均化画像を説明する説明図である。
【図４】積算濃度画像の生成方法を説明する説明図であ
る。
る。
【図５】積算濃度画像からの特徴量の抽出方法を説明す
る説明図である。
る説明図である。
【図６】従来のガス流分布検出装置の構成を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】炉内を撮像して得られる画像及びその画像を２
値化した２値化画像を説明する説明図である。
値化した２値化画像を説明する説明図である。
【図８】図７（ｂ）中の破線における２値化前のプロフ
ァイルである。
ァイルである。
【図９】図７（ｂ）中の破線における２値化前の他のプ
ロファイルである。
ロファイルである。
２ 撮像装置 ５ 平均化画像生成部 ７ 領域設定部 ８ 特徴量抽出部 ９ 集計部 １０ 炉況判定部 １１ 画像保存処理部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C21B 7/24 302
Claims (6)
- 【請求項１】 高炉に撮像装置を設け、該撮像装置によ
って炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得られた画
像に基づいてガス流の分布を検出する方法において、 画像内に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数の対
象領域を設定し、その対象領域内で、高炉の高さ方向に
複数の画素の輝度を積算して積算濃度画像を生成し、生
成した積算濃度画像からガス流分布の特徴量を抽出する
ことを特徴とする高炉のガス流分布検出方法。 - 【請求項２】 前記対象領域内の全画素の輝度を積算
し、それを前記特徴量に加える請求項１記載の高炉のガ
ス流分布検出方法。 - 【請求項３】 前記撮像装置が所定時間撮像して得た複
数の画像を記憶し、記憶した各画像それぞれを構成する
複数の画素の輝度を、各画像の対応する画素について平
均化して平均化画像を生成し、生成した平均化画像を前
記対象領域に与える請求項１又は２記載の高炉のガス流
分布検出方法。 - 【請求項４】 高炉に撮像装置が設けてあり、該撮像装
置によって炉内のガス流が発生する部分を撮像し、得ら
れた画像に基づいてガス流の分布を検出する装置におい
て、 画像内に、ガス流分布検出の対象にする１又は複数の対
象領域を設定する対象領域設定手段と、その対象領域内
で、高炉の高さ方向に複数の画素の輝度を積算して積算
濃度画像を生成する手段と、生成した積算濃度画像から
ガス流分布の特徴量を抽出する手段とを備えることを特
徴とする高炉のガス流分布検出装置。 - 【請求項５】 前記対象領域内の全画素の輝度を積算す
る手段を具備し、該手段が積算した輝度を前記特徴量に
加えるようになしてある請求項４記載の高炉のガス流分
布検出装置。 - 【請求項６】 前記撮像装置が所定時間撮像して得た複
数の画像を記憶する記憶手段と、該記憶手段に記憶され
た各画像それぞれを構成する複数の画素の輝度を、各画
像の対応する画素について平均化して平均化画像を生成
し、生成した平均化画像を前記対象領域設定手段に与え
る手段を備える請求項４又は５記載の高炉のガス流分布
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00659497A JP3246375B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 高炉のガス流分布検出方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00659497A JP3246375B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 高炉のガス流分布検出方法及びその装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10206239A JPH10206239A (ja) | 1998-08-07 |
| JP3246375B2 true JP3246375B2 (ja) | 2002-01-15 |
Family
ID=11642669
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00659497A Expired - Fee Related JP3246375B2 (ja) | 1997-01-17 | 1997-01-17 | 高炉のガス流分布検出方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3246375B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104212924B (zh) * | 2014-09-03 | 2016-08-24 | 江苏省沙钢钢铁研究院有限公司 | 一种高炉气流分布的检测方法 |
| JP6941501B2 (ja) * | 2017-08-18 | 2021-09-29 | 三菱重工業株式会社 | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| CN112258473B (zh) * | 2020-10-22 | 2023-08-25 | 中冶南方工程技术有限公司 | 一种高炉炉顶中心气流检测方法、系统及存储介质 |
-
1997
- 1997-01-17 JP JP00659497A patent/JP3246375B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10206239A (ja) | 1998-08-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |