KR20210079865A - Apparatus for deslagging - Google Patents

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KR20210079865A
KR20210079865A KR1020190172066A KR20190172066A KR20210079865A KR 20210079865 A KR20210079865 A KR 20210079865A KR 1020190172066 A KR1020190172066 A KR 1020190172066A KR 20190172066 A KR20190172066 A KR 20190172066A KR 20210079865 A KR20210079865 A KR 20210079865A
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안건태
배효정
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주식회사 포스코
재단법인 포항산업과학연구원
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Abstract

The present invention is to provide a slag removal apparatus that can operate in an unmanned manner. The slag removal apparatus according to an embodiment of the present invention includes: an image acquisition unit for acquiring an image of a molten metal surface in a ladle; a measuring unit for measuring a naked molten metal rate and a wear state of a paddle based on the molten metal surface image acquired by the image acquisition unit; a removal path prediction unit for learning a pattern of slag based on the molten metal surface image acquired by the image acquisition unit and predicting a slag removal path; and a control unit for controlling a slag removal work along the slag removal path predicted by the removal path prediction unit.

Description

슬래그 배재 장치{APPARATUS FOR DESLAGGING}Slag Exclusion Device {APPARATUS FOR DESLAGGING}

본 발명은 슬래그 배재 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a slag exclusion device.

철강제조 공정 중 제강공정은 고로로부터 이송된 용선 및 고철을 제강로에 장입한 후 불순물을 제거시키어 용강을 생산한다. 제강능률 및 품질향상을 위해 제강품질에 나쁜 영향을 미치는 S(유황), P(인)을 제강 작업 전에 제거하게 되는데, 이를 용선예비처리 공정이라 한다. 용선 예비처리 방법에 있어서, 레들내 용선중에 탈황제를 투입, 교반시켜 탈황을 하는 작업으로 예비처리 공정중에 래들 상부로 슬래그가 부유하게 되어, 전로로 보내기 전 이를 배재 설비(Skimmer)를 이용하여 제거하게 되는데, 이를 슬래그 배재작업이라고 한다.During the steelmaking process, molten iron and scrap iron transferred from the blast furnace are charged into the steelmaking furnace and impurities are removed to produce molten steel. In order to improve steel making efficiency and quality, S (sulfur) and P (phosphorus), which have a bad influence on the steel making quality, are removed before the steel making operation, which is called the molten iron pretreatment process. In the molten iron pretreatment method, desulfurization is performed by adding and stirring a desulfurization agent in the molten iron in the ladle. During the pretreatment process, the slag floats on the top of the ladle, and it is removed by using a skimmer This is called slag exclusion operation.

슬래그 배재 작업은 현재까지 배재 설비를 현장에서 사람이 직접 조정하나, 슬래그 배재 작업 현장은 용선에 의한 고열 및 스핀들 교반에 의한 분진 등 인체에 유해한 환경이며, 슬래그를 배재하는 작업은 숙련된 작업자들에 의해 단순 반복적인 업무로 무인화를 통한 완전 자동화가 필요하다. Until now, the slag exclusion operation is directly controlled by a person at the site, but the slag exclusion operation site is an environment harmful to the human body such as high heat due to molten iron and dust due to spindle agitation. Due to the simple and repetitive tasks, complete automation through unmanned operation is required.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-0076781호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2019-0076781

본 발명의 일 실시예에 따르면, 무인화가 가능한 슬래그 배재 장치가 제공된다.According to an embodiment of the present invention, there is provided an unmanned slag exclusion device.

상술한 본 발명의 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치는 래들의 탕면의 영상을 획득하는 영상 획득부, 상기 영상 획득부에 의해 획득한 탕면에 영상을 기초로 나탕률 및 패들의 마모 상태를 측정하는 측정부, 상기 영상 획득부에 의해 획득한 탕면의 영상을 기초로 슬래그의 패턴을 학습하여 슬래그 배재 경로를 예측하는 배재 경로 예측부, 상기 배재 경로 예측부에 의해 예측된 슬래그 배재 경로에 따라 슬래그 배재 작업을 제어하는 제어부를 포함할 수 있다. In order to solve the problems of the present invention described above, the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention includes an image acquisition unit for acquiring an image of a hot water surface of a ladle, and an image on the hot water surface obtained by the image acquisition unit. A measurement unit for measuring the slag rate and the wear state of the paddle, an exclusion path prediction unit for predicting a slag exclusion path by learning a slag pattern based on the image of the slag surface obtained by the image acquisition unit, and the exclusion path prediction unit It may include a control unit for controlling the slag removal operation according to the predicted slag removal path.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 슬래그 배재 작업에 무인화가 가능하여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to unmanned the slag exclusion operation, there is an effect that can reduce the cost.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 개략적인 동작흐름도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 디스플레이되는 이미지를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 래들 슬래드 탕면 3차원 평면 피팅을 나타내는 도면이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 소판의 관심 영역을 설정하는 도면이고, 도 5b는 도 5a에서 수평 에지 및 수직 에지를 검출하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 패들 마모도 측정을 나타내는 도면이다.
도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 슬래그 2차원 좌표를 측정하는 도면이고, 도 7b는 2차원 좌표에서 3차원 좌표로 변환하는 동작 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 래들 회전축을 이용한 스키머 말단의 위치 경로 생성을 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 스키머 패들과 래들 팰리칸 간의 충돌 방지를 나타내는 도면이다.1 is a schematic configuration diagram of a slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a schematic operation flow diagram of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a displayed image of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a three-dimensional plane fitting of a ladle slab tangent surface of a slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5A is a diagram for setting a region of interest of a platelet of a slag exclusion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a diagram for detecting horizontal and vertical edges in FIG. 5A .
6A to 6F are diagrams illustrating measurement of paddle wear of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
7A is a diagram for measuring two-dimensional slag coordinates of an apparatus for excluding slag according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a flowchart illustrating an operation for converting two-dimensional coordinates into three-dimensional coordinates.
8 is a view showing the generation of the position path of the skimmer end using the ladle rotation shaft of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing collision prevention between the skimmer paddle and the ladle pelican of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily practice the present invention with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치(100)는 예측된 슬래그 배재 경로에 따라 배재 설비(시스템)를 제어할 수 있다.Referring to FIG. 1 , the slag exclusion apparatus 100 according to an embodiment of the present invention may control an exhaust system (system) according to a predicted slag exhaust path.

상기 배재 설비는 도시된 바와 같이, 용선과 슬래그가 담겨 있는 곳으로 래들 경동 액츄에이터에 의해 1축 모션이 가능한 래들, 래들에 부유하는 슬래그를 긁어내는 설비로 전후진, 회전, 패들 상하 이동의 기능을 수행하는 스키머(배재기), 키머를 전후진시켜서, 패들을 앞뒤로 이동시키는 전후진 액츄에이더, 스키머를 회전시켜서, 패들을 좌우로 이동시키는 좌우회전 액츄에이더, 스키머를 상하로 틸팅시켜 패들을 탕면에 담그는 깊이를 조절하는 기능 수행 상하 액츄에이터, 스키머 끝단에 구비되어 슬래그를 실제 긁어내는 역할을 하는 직사각형 형상의 판인 패들(paddle)을 포함할 수 있다.As shown, the evacuation facility is a ladle capable of uniaxial motion by a ladle tilt actuator to a place containing molten iron and slag, and a facility to scrape slag floating in the ladle. A skimmer (baejaegi) that performs the exercise, a forward/backward actuator that moves the paddle back and forth by moving the chimer forward and backward, a left-right rotation actuator that rotates the skimmer to move the paddle left and right, and tilts the skimmer up and down to hit the paddle It may include a paddle (paddle), which is a rectangular-shaped plate provided at the end of the skimmer, performing the function of adjusting the depth of immersion in the skimmer, and serves to actually scrape the slag.

상술한 배재 설비를 제어하는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치(100)는 영상 획득부(110), 측정부(120), 배재 경로 예측부(130) 및 제어부(140)를 포함할 수 있다.The slag exclusion apparatus 100 according to an embodiment of the present invention for controlling the above-described exclusion facility may include an image acquisition unit 110 , a measurement unit 120 , an exclusion path prediction unit 130 , and a control unit 140 . can

영상 획득부(110)는 상부 카메라(111) 및 스테레오 카메라(112)를 포함할 수 있다. 상부 카메라(111)는 래들의 탕면의 영상정보를 수집할 수 있고, 스테레오 카메라(112)는 좌측 및 우측 카메라를 구비하여 상기 스키머 측면에 배치되어 상기 래들의 탕면을 사선으로 촬영하여 영상을 수집할 수 있다.The image acquisition unit 110 may include an upper camera 111 and a stereo camera 112 . The upper camera 111 may collect image information of the tang of the ladle, and the stereo camera 112 is provided with left and right cameras and is disposed on the side of the skimmer to capture the image by obliquely capturing the tang of the ladle. can

측정부(120)는 영상 획득부(110)의 상부 카메라(111) 및 스테레오 카메라(112)로부터의 영상 정보에 기초하여 상기 탕면의 나탕율을 계산하고, 탕면의 높이와 패들의 마모정보를 측정할 수 있다.The measuring unit 120 calculates the boiling rate of the hot water surface based on image information from the upper camera 111 and the stereo camera 112 of the image acquiring unit 110, and measures the height of the hot water surface and wear information of the paddle. can do.

배재 경로 예측부(130)는 영상 획득부에 의해 획득한 탕면의 영상을 기초로 슬래그의 패턴을 학습하여 슬래그 배재 경로를 예측할 수 있다.The exclusion path prediction unit 130 may predict the slag exclusion path by learning the slag pattern based on the image of the slag surface obtained by the image acquisition unit.

제어부(140)는 배재 경로 예측부(130)에 의해 예측된 슬래그 배재 경로에 따라 상술한 배재 설비를 제어하여 슬래그 배재 작업을 제어할 수 있다.The control unit 140 may control the slag exclusion operation by controlling the above-described exclusion facility according to the slag exclusion path predicted by the exclusion path prediction unit 130 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 개략적인 동작흐름도이다.Figure 2 is a schematic operation flow diagram of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

도 1과 함께, 도 2를 참조하면, 영상 획득부(110)는 실제 탕면 영상, 스테레오 영상을 수집하여 디스플레이하는 단계를 수행할 수 있다.Referring to FIG. 2 together with FIG. 1 , the image acquisition unit 110 may collect and display an actual hot water surface image and a stereo image.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 디스플레이되는 이미지를 나타내는 도면이다.3 is a view showing a displayed image of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

배재 경로 예측부(130)는 탕면의 영상을 입력받아 슬래그의 패턴을 딥러닝 방식으로 학습하여 슬래그 배재 경로를 예측하는 단계를 수행할 수 있다(S10).The exclusion path prediction unit 130 may receive the image of the slag surface and learn the slag pattern in a deep learning method to predict the slag exclusion path ( S10 ).

이후, 측정부(120)는 수집된 영상으로부터 나탕율을 측정하여 배재 경로 예측부(120)에 전달하는 단계를 수행할 수 있고(S20), 배재 경로 예측부(130)는 측정부(120)로부터의 나탕율이 사전에 설정된 기준(Threshold)값을 만족할 때까지, 측정부(120)로부터 전송되는 측정된 슬래그 탕면 및 패들 높이(S40, S60)에 기초하여 지속적으로 슬래그 배재 경로를 생성하고(S50), 제어부(140)를 통해 슬래그 배재 동작을 요청하여 제어부(140)는 생성된 슬래그 배재 경로에 기초하여 최종 슬래그 배재 경로를 완성하여 슬래그 배재 작업을 제어할 수 있다(S70).Thereafter, the measurement unit 120 may perform a step of measuring the fertility rate from the collected images and transmitting the measurement to the exclusion path prediction unit 120 ( S20 ), and the exclusion path prediction unit 130 performs the measurement unit 120 . A slag exclusion path is continuously generated based on the measured slag slag surface and paddle height (S40, S60) transmitted from the measurement unit 120 until the slag rate from the slag satisfies a preset threshold value ( S50), by requesting the slag exclusion operation through the control unit 140, the control unit 140 may control the slag exclusion operation by completing the final slag exclusion path based on the generated slag exclusion path (S70).

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 래들 슬래그 탕면 3차원 평면 피팅을 나타내는 도면이다.4 is a view showing a three-dimensional plane fitting of the ladle slag tang of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

스키머의 패들이 탕면에 부유하는 슬래그를 제거하기 위해서는 탕면에 대한 평면방정식을 구해야 한다. 측정부(120)는 스테레오 카메라(112)의 좌측 및 우측 카메라에서 각각 습득한 영상(A,B)으로부터 특징점들을 매칭하여, 3차원 평면방정식을 구하게 된다. 탕면에서의 슬래그 배재 경로(C)는 소판의 담기는 깊이를 오프셋으로 하여 상기에서 구한 평면방정식(D) 위에서 움직이게 된다.In order for the paddle of the skimmer to remove the slag floating on the slag surface, the plane equation for the tangent surface must be obtained. The measurement unit 120 obtains a three-dimensional plane equation by matching the feature points from the images A and B respectively acquired from the left and right cameras of the stereo camera 112 . The slag exclusion path (C) on the slag surface is moved on the plane equation (D) obtained above with the platelet loading depth as an offset.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 소판의 관심 영역을 설정하는 도면이고, 도 5b는 도 5a에서 수평 에지 및 수직 에지를 검출하는 도면이다.FIG. 5A is a diagram for setting a region of interest of a platelet of a slag exclusion apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a diagram for detecting horizontal and vertical edges in FIG. 5A .

도 4에서 상술한 바와 같이, 슬래그의 효과적인 제거를 위해서는 패들의 담그는 깊이(도 4의 E)가 결정되어야 하는데, 패들의 높이에 따라 패들의 이동좌표가 달라지기 때문에 패들 높이 정보를 실시간으로 측정하여 실제 패들 경로를 보정해주어야 한다. 패들의 마모는 슬래그 배재 작업을 하는 동안 지속적으로 변화하며, 작업량에 따라 하루나 이틀에 한 번씩 패들을 교환해 주어야할 정도로 패들의 높이 변화가 많은 편이다. 약 30센티미터 정도 변화가 발생하므로 실시간 패들 높이 측정은 반드시 필요한 작업이다. 도 5b에 도시된 바와 같이 래들의 높이 측정은 도면 정보를 바탕으로 소판 관심 영역(ROI)(a)의 수평 에지와 수직 에지를 검출하여 가로세로 비율을 통해서 측정 가능하다. 작업의 진행에 따른 패들의 마모는 가로방향은 0%, 세로방향은 50% 이상 발생한다. 따라서, 영상에서 패들을 추출하고, 추출된 패들의 가로 및 세로의 비를 측량할 수 있다면, 패들의 실제높이도 계산할 수 있다. As described above in FIG. 4, in order to effectively remove the slag, the immersion depth of the paddle (E in FIG. 4) must be determined. Since the movement coordinates of the paddle vary according to the height of the paddle, the paddle height information is measured in real time The actual paddle path must be calibrated. The wear of the paddle changes continuously during slag removal, and the height of the paddle changes so much that it has to be replaced once or twice depending on the amount of work. Real-time paddle height measurement is a must, as changes of about 30 centimeters occur. As shown in FIG. 5B , the height of the ladle can be measured through the aspect ratio by detecting the horizontal and vertical edges of the platelet ROI (a) based on the drawing information. The wear of the paddle according to the progress of the work occurs by more than 0% in the horizontal direction and 50% in the vertical direction. Therefore, if the paddle can be extracted from the image and the ratio of the width and length of the extracted paddle can be measured, the actual height of the paddle can also be calculated.

도 6a 내지 도 6f는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 패들 마모도 측정을 나타내는 도면이다.6A to 6F are diagrams illustrating measurement of paddle wear of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

먼저, 도 6a와 같이 영상으로부터 패들에 대한 관심영역(Region of Interest;ROI)를 추출한다. 그리고, 추출된 관심 영역에서 도 6b와 같이 다시 패들의 모서리 특징점을 찾아내어, 도 6c와 같이 소판의 영상에 템플레이트를 매칭한다. 이후, 센터 기준 가로세로 길이 비를 구한다. 즉, 도 6d와 같이 코너 템플릿의 왼쪽 위와 왼쪽 아래점 간의 거리 출력과 왼쪽 위와 오른쪽 위점간의 거리의 출력을 통하여 영상에서의 가로 및 세로 길이 비를 산출할 수 있으며, 도 6e와 같이 매칭이 계속 이루어지는 도중 갑자기 모서리가 아닌 곳이 매칭되는 경우를 방지하기 위해 도 6f와 같이 칼만 필터를 사용할 수 있다. 산출된 가로 및 세로 길이 비를 최종 도면정보와 비교하여 실제 패들의 마모도도 계산할 수 있다.First, as shown in FIG. 6A , a region of interest (ROI) for the paddle is extracted from the image. Then, in the extracted region of interest, the edge feature points of the paddle are found again as shown in FIG. 6B, and the template is matched to the image of the platelet as shown in FIG. 6C. Thereafter, a ratio of the center-based aspect ratio is obtained. That is, the horizontal and vertical length ratio in the image can be calculated through the output of the distance between the upper left and lower left points of the corner template and the distance between the upper left and right upper points of the corner template as shown in FIG. 6D, and the matching continues as shown in FIG. 6E A Kalman filter may be used as shown in FIG. 6f to prevent a case in which a place that is not a corner is suddenly matched in the middle. By comparing the calculated horizontal and vertical length ratio with the final drawing information, it is possible to calculate the actual wear of the paddle.

도 7a는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 슬래그 2차원 좌표를 측정하는 도면이고, 도 7b는 2차원 좌표에서 3차원 좌표로 변환하는 동작 흐름도이다.7A is a diagram for measuring two-dimensional slag coordinates of an apparatus for excluding slag according to an embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a flowchart illustrating an operation of converting two-dimensional coordinates into three-dimensional coordinates.

배재 경로 예측부(130)가 예측한 2차원 배재 경로는 패들의 실제 3차원 이동경로로 최종 변환해주어야 한다. 즉, 슬래그는 실제 패들의 이동을 통하여 제거되게 되는데, 배재 경로 예측부(130)는 영상에서 2차원 경로를 생성하고, 상부 카메라(111)와 측면 스테레오 카메라(112)를 통하여 최종 3차원 좌표를 생성할 수 있다. 보다 상세하게는 우선 스테레오 카메라(112)의 좌측 카메라와 우측 카메라 간의 매칭을 통하여 기존 2D 좌표를 3D 좌표로 변환한다(S71). 그리고, 스테레오 카메라(112) 중 상기 좌측 카메라의 특징점들을 상부 카메라(111)와 매칭(T left_to top)시킴으로써(S72) 슬래그 표면 평면을 구하게 된다(S73). 최종적으로 이 좌표계는 스키머 기준 좌표계로 변환하여 제어부(140)의 제어에 따라 패들이 좌표를 따라 이동함으로써 이동 경로의 슬래그를 배재하게 된다. The 2D exclusion path predicted by the exclusion path prediction unit 130 should be finally converted into the actual 3D movement path of the paddle. That is, the slag is actually removed through movement of the paddle, and the exclusion path prediction unit 130 generates a two-dimensional path from the image, and calculates the final three-dimensional coordinates through the upper camera 111 and the side stereo camera 112 . can create In more detail, first, the existing 2D coordinates are converted into 3D coordinates through matching between the left and right cameras of the stereo camera 112 ( S71 ). Then, the slag surface plane is obtained by matching (T left_to top) the feature points of the left camera among the stereo cameras 112 with the upper camera 111 (S72) (S73). Finally, this coordinate system is converted into the skimmer reference coordinate system, and the paddle moves along the coordinates under the control of the controller 140 to exclude slag in the movement path.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 래들 회전축을 이용한 스키머 말단의 위치 경로 생성을 나타내는 도면이다.8 is a view showing the generation of the position path of the skimmer end using the ladle rotation shaft of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

도 8을 참조하면, 스키머 기준 3차원 좌표를 생성할 때, 배재 경로 예측부(130)로부터 생성된 3차원 좌표는 도 8의 파란색 포인트와 같이 탕면 위에서(H)의 작업에 한정되어 있다.Referring to FIG. 8 , when generating the 3D coordinates based on the skimmer, the 3D coordinates generated by the exclusion path prediction unit 130 are limited to the operation on the tangent surface (H) as shown in the blue point of FIG. 8 .

따라서, 진입(노란색)(G)하고 후퇴(보라색)(I)할 때의 경로를 연결해주어야 최종적으로 스키머(F)의 이동경로가 완성된다. 제어부(140)의 진입, 후퇴 부분의 경로의 생성은 포인트를 티칭(teaching)하는 방법으로 경로 생성이 가능하며, 본 발명에서는 다음와 같은 충돌 회피 알고리즘을 추가하여 견고한 패들의 이동경로를 생성할 수 있다.Therefore, the path of entering (yellow) (G) and retreating (purple) (I) must be connected to finally complete the movement path of the skimmer (F). The generation of the path of the entry and retreat parts of the controller 140 is possible by a method of teaching a point, and in the present invention, the following collision avoidance algorithm is added to create a solid movement path of the paddle. .

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 슬래그 배재 장치의 스키머 패들과 래들 팰리칸 간의 충돌 방지를 나타내는 도면이다.9 is a view illustrating collision prevention between the skimmer paddle and the ladle pelican of the slag exclusion device according to an embodiment of the present invention.

즉, 도 9를 참조하면, 제어부(140)는 래들의 펠리칸부의 포인트들(K)과 스키머의 관절 포인트들(J)간의 모든 점에 대하여 기준(Threshold) 거리 정보를 관리함으로써 경동 각도에 따른 펠리칸부 충돌 여부를 사전에 검출 가능하여 안정적인 작업수행을 가능하게 할 수 있다.That is, referring to FIG. 9 , the controller 140 manages the reference distance information for all points between the points (K) of the pelican part of the ladle and the joint points (J) of the skimmer, thereby pelican according to the tilt angle. It is possible to detect whether there is a sub-collision in advance, enabling stable operation.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 철강제조공정에서 인공지능 기술을 적용하여 실제 무인화를 달성할 수 있다. 즉, 영상으로부터 스스로 경로를 예측하고, 설비가 이동할 수 있는 실제 경로를 생성하여 무인으로 운전이 가능하도록 할 수 있다. 이는 철강제조공정의 스마트화를 위한 핵심 제강공정기술로 단순박복작업 인력의 고부가가치 업무로의 전환이 가능하고, 제강공정의 스마트화를 달성할 수 있을 것으로 기대한다.As described above, according to the present invention, it is possible to achieve actual unmanned by applying artificial intelligence technology in the steel manufacturing process. That is, it is possible to predict a path by itself from the image and create an actual path that the facility can move to enable unmanned operation. This is a key steelmaking process technology for the smartization of the steel manufacturing process, and it is expected that it will be possible to convert simple thin-walled workers into high-value-added work, and achieve smartization of the steelmaking process.

상술한 본 발명은 인공지능을 활용하여 배재 공정의 핵심 기능을 학습시키고, 배재 작업 환경에 대한 인식을 하게 하여, 사람이 없이도 배재 업무를 수행할 수 있도록 하여 설비의 업그레이드를 통해 무인운영 시, 비용 절감 효과가 크다고 할 수 있다. The present invention as described above uses artificial intelligence to learn the core functions of the evacuation process and to recognize the evacuation work environment, so that the evacuation task can be performed without a human being, so that the unmanned operation through the upgrade of the facility, the cost The savings can be said to be large.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고 후술하는 특허청구범위에 의해 한정되며, 본 발명의 구성은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 그 구성을 다양하게 변경 및 개조할 수 있다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 쉽게 알 수 있다.The present invention described above is not limited by the above-described embodiments and the accompanying drawings, but is limited by the claims described below, and the configuration of the present invention may vary within the scope without departing from the technical spirit of the present invention. Those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can easily recognize that the present invention can be changed and modified.

100: 슬래그 배재 장치
110: 영상 획득부
111: 스테레오 카메라
112: 상부 카메라
120: 측정부
130: 배재 경로 예측부
140: 제어부100: slag exclusion device
110: image acquisition unit
111: stereo camera
112: upper camera
120: measurement unit
130: exclusion path prediction unit
140: control unit

Claims (9)

래들의 탕면의 영상을 획득하는 영상 획득부;
상기 영상 획득부에 의해 획득한 탕면에 영상을 기초로 나탕률 및 패들의 마모 상태를 측정하는 측정부;
상기 영상 획득부에 의해 획득한 탕면의 영상을 기초로 슬래그의 패턴을 학습하여 슬래그 배재 경로를 예측하는 배재 경로 예측부; 및
상기 배재 경로 예측부에 의해 예측된 슬래그 배재 경로에 따라 슬래그 배재 작업을 제어하는 제어부
를 포함하는 슬래그 배재 장치.
an image acquisition unit for acquiring an image of the ladle's hot water surface;
a measuring unit for measuring the staleness rate and the wear state of the paddle based on the image on the hot water surface acquired by the image acquisition unit;
an exclusion path prediction unit for predicting a slag exclusion path by learning a slag pattern based on the image of the slag surface obtained by the image acquisition unit; and
A control unit for controlling the slag exclusion operation according to the slag exclusion path predicted by the exclusion path prediction unit
A slag exclusion device comprising a.
 제1항에 있어서,
상기 영상 획득부는
상기 래들의 상부에서 탕면의 영상을 획득하는 상부 카메라;
상기 래들에 부유하는 슬래그를 긁어내는 스키머 측면에 구비되어 사선으로상기 래들의 탕면의 영상을 획득하는 스테레오 카메라를 포함하는 슬래그 배재 장치.
According to claim 1,
The image acquisition unit
an upper camera for acquiring an image of the tangmyeon from the upper part of the ladle;
Slag exclusion device including a stereo camera provided on the side of the skimmer for scraping the slag floating in the ladle to obtain an image of the tang face of the ladle obliquely.
 제1항에 있어서,
상기 측정부는 상기 영상 획득부로부터의 영상에 기초하여 상기 패들의 높이 값 계산을 통해 상기 패들의 마모 상태를 측정하는 슬래그 배재 장치.
According to claim 1,
The measurement unit slag removal device for measuring the wear state of the paddle by calculating the height value of the paddle based on the image from the image acquisition unit.
 제2항에 있어서,
상기 측정부는 상기 상부 카메라와 상기 스테레오 카메라로부터의 각 영상의 특징점들을 매칭하여 탕면에 부유하는 슬래그의 3차원 평면 방정식을 구하는 슬래그 배재 장치.
3. The method of claim 2,
The measuring unit matches the feature points of each image from the upper camera and the stereo camera to obtain a three-dimensional plane equation of the slag floating on the slag surface.
 제3항에 있어서,
상기 측정부는 상기 영상 획득부로부터의 영상에서 상기 패들의 가로 및 세로의 비를 측량하여 상기 패들의 높이를 측정하는 슬래그 배재 장치.
4. The method of claim 3,
The measuring unit measures the height of the paddle by measuring the ratio of the width and length of the paddle in the image from the image acquisition unit.
 제5항에 있어서,
상기 측정부는 상기 영상 획득부로부터의 영상에서 상기 패들의 관심 영역을 추출하고, 상기 관심 영역에서 모서리 특징점을 찾아내어 상기 패들의 가로 및 세로의 비를 측량하는 슬래그 배재 장치.
6. The method of claim 5,
The measurement unit extracts the region of interest of the paddle from the image from the image acquisition unit, finds corner feature points in the region of interest, and measures the horizontal and vertical ratio of the paddle.
 제2항에 있어서,
상기 제어부는 상기 스테레오 카메라의 좌우 카메라 간의 매칭을 통하여 상기 배재 경로 예측부에서 예측한 2차원 배재 경로의 2차원 좌표를 3차원 좌표로 변환하고, 상기 스테레오 카메라의 좌측 카메라의 특징점들을 상기 상부 카메라와 매칭시켜 상기 슬래그 표면의 평면 좌표계를 구하며, 상기 슬래그 표면의 평면 좌표계를 스키머 기준 좌표계로 변환하여 상기 패들의 3차원 이동 경로로 변환하는 슬래그 배재 장치.
3. The method of claim 2,
The control unit converts the 2D coordinates of the 2D exclusion path predicted by the exclusion path prediction unit into 3D coordinates through matching between the left and right cameras of the stereo camera, and converts the feature points of the left camera of the stereo camera with the upper camera A slag exclusion device for obtaining a plane coordinate system of the slag surface by matching, and converting the plane coordinate system of the slag surface into a skimmer reference coordinate system to convert it into a three-dimensional movement path of the paddle.
 제7항에 있어서,
상기 제어부는 상기 래들의 펠리칸부의 포인트들과 상기 스키머의 관절 포인트들 간의 기준점(Threshold) 거리 정보를 관리하여, 상기 배재 경로 예측부로부터의 예측 배재 경로에 상기 스키머의 진입 경로와 후퇴 경로를 연결시켜 상기 스키머의 이동 경로를 완성하는 슬래그 배재 장치.
8. The method of claim 7,
The control unit manages the reference point distance information between the points of the pelican unit of the ladle and the joint points of the skimmer, and connects the entry path and the retreat path of the skimmer to the prediction exclusion path from the exclusion path prediction unit. A slag exclusion device that completes the movement path of the skimmer.
 제1항에 있어서,
상기 배재 경로 예측부는 사전에 설정된 기준값을 만족할 때까지 상기 영상 획득부에 의해 획득한 탕면의 영상을 기초로 슬래그의 제거 패턴을 생성하는 슬래그 배재 장치.According to claim 1,
The slag exclusion device for generating a slag removal pattern based on the image of the slag surface obtained by the image acquisition unit until the exclusion path prediction unit satisfies a preset reference value.
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