[發明專利]高溫熔渣在線視覺監測系統和方法

有效

• 申請號: 201711373232.1
• 申請日: 2017-12-19
• 公開（公告）號: CN109932282B
• 公開（公告）日: 2021-09-14
• 發明（設計）人: 叢楊;馮云;田冬英
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽自動化研究所
• 主分類號: G01N11/02
• 分類號: G01N11/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 王倩

1.一種高溫熔渣在線視覺監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

高溫內窺鏡傳導光線并形成熔渣流動圖像；

工業相機采集氣化爐內壁熔融狀態下的熔渣流動圖像；

工控機根據熔渣流動圖像實現高溫熔渣速度場、黏度的在線監測；

采用光流法中的一種實現高溫熔渣速度場、黏度的在線監測；

采用光流法實現高溫熔渣速度場、黏度的在線監測，包括以下步驟：

圖像采集：采集熔渣流動圖像；

計算光流場：通過光流方法計算光流場；

計算速度場：根據工業相機參數和光流場計算速度場；

所述計算光流場包括以下步驟：

1)分別根據設定時間間隔采集的相鄰圖片對即圖片1和圖片2建立高斯圖像金字塔1和高斯圖像金字塔2，其中每層圖像的灰度值分別為：I₁,I₂；

2)計算兩個高斯圖像金字塔中每層圖像的梯度：I_x,I_y；

3)對圖像金字塔1和2從高到低每層金字塔組成金字塔層對，共同完成以下運算，以求得光流場u,v：

3.1)計算本層金字塔的時間梯度：I_t＝I₂-I₁；

3.2)清空光流場增量：du,dv；

3.3)使用超松弛迭代法計算每個像素點的du,dv；

3.4)利用du,dv計算結果更新光流：u＝u+du,v＝v+dv；

3.5)利用本層圖像金字塔2和光流結果得出液體移動前的圖像，并替換本層圖像金字塔2；

4)從高到低依次將每層光流結果傳遞給下一層：u＝u*k,v＝v*k，其中k是金字塔降采樣尺度；

估計黏度：根據速度場估計液體黏度；

所述計算速度場包括以下步驟：

根據公式求得像距；其中o是物距、i是像距、f是焦距；

根據公式d＝d_pl_p求得光流場中每個像素位移對應的空間位移，其中d是像的空間位移、d_p是光流場中的像素位移，l_p是像素的物理尺寸；

根據公式求得光流場對應的液體速度場，其中v_o是液體速度、T是采樣時間間隔。

2.根據權利要求1所述的一種高溫熔渣在線視覺監測方法，其特征在于通過查表法估計液體黏度：

設定液體的流量；將速度場中的最大速度作為熔渣表層流速；然后分別計算不同已知黏度的液體的速度場并通過插值方法得到液體黏度與表層流速的對應關系；通過查找表層流速與液體黏度對應關系得到當前表層流速所對應的液體黏度。