[發明專利]連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法及裝置

有效

• 申請號: 202011165770.3
• 申請日: 2020-10-27
• 公開（公告）號: CN112296298B
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發明（設計）人: 喬利鋒;李占偉;付開開;馮浩然
• 申請（專利權）人: 河北凱昌科技有限公司
• 主分類號: B22D11/18
• 分類號: B22D11/18;B22D2/00
• 代理公司: 北京景聞知識產權代理有限公司 11742
• 代理人: 朱鴻雁

1.一種連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

獲取鑄坯的紅外圖像；

對所述紅外圖像進行矯正，包括：對所述紅外圖像的像素坐標進行空間畸變矯正，具體過程包括：

x'＝(u-c_x)/f_x

y'＝(v-c_y)/f_y

r²＝x'²+y'²

x”＝(1+kr²)x'

y”＝(1+kr²)y'

x＝x″f_x+c_x

y＝y″f_y+c_y

其中，(u,v)為矯正前紅外圖像中像素坐標，(x,y)為矯正后紅外圖像坐標，c_x，c_y為圖像變換原點，(x’,y’)為平移焦距縮放后的圖像坐標，r為x’,y’坐標系中坐標點距離原點的距離，(x”,y”)為畸變縮放后的坐標，k為紅外相機焦距的經驗參數，根據焦距大小取大于0的數值，f_x與f_y為紅外相機視場角及圖像大小的函數，具有如下形式：

其中，W、H分別為紅外圖像的寬度和高度，θ_x和θ_y分別為紅外相機的寬度和長度方向的視場角；

識別矯正后的紅外圖像中的鑄坯目標，并獲取所述鑄坯目標表面的多個測溫點對應的紅外溫度值，包括：設定檢測區域；若所述鑄坯目標進入所述檢測區域，則持續采集所述檢測區域內分布在所述鑄坯目標表面的多個測溫點的對應的像素強度值，將所述像素強度值映射為紅外溫度值，以得到多個所述紅外溫度值，其中，所述檢測區域具有前區域標識線、后區域標識線和數據記錄位標識線，所述數據記錄位標識線位于所述前區域標識線和后區域標識線之間，且靠近所述前區域標識線布置，其中，所述前區域標識線、后區域標識線和數據記錄位標識線的位置可調，使所述鑄坯目標的長度分別小于所述前區域標識線和后區域標識線之間的距離，以及數據記錄位標識線和后區域標識線之間的距離；

根據多個所述紅外溫度值得到所述鑄坯表面的溫度分布。

2.根據權利要求1所述的連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，所述識別矯正后的紅外圖像中的鑄坯目標，包括：

根據所述紅外圖像中所述鑄坯的頭部標識和尾部標識識別所述鑄坯目標。

3.根據權利要求2所述的連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，所述獲取所述鑄坯目標表面的多個測溫點對應的紅外溫度值，進一步包括：

若所述鑄坯目標離開所述檢測區域，則停止獲取多個所述紅外溫度值，并保存多個所述紅外溫度值。

4.根據權利要求3所述的連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，當所述鑄坯目標的頭部和尾部均位于所述前區域標識線和后區域標識線之間時，確定所述鑄坯目標進入所述檢測區域；

當所述鑄坯目標的頭部達到所述數據記錄位標識線時，獲取所述鑄坯目標表面的多個測溫點對應的紅外溫度值；

當所述鑄坯目標的頭部達到所述前區域標識線時，確定所述鑄坯目標離開所述檢測區域。

5.根據權利要求1-4任一項所述的連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，所述檢測區域被構造為矩形區域。

6.根據權利要求1所述的連鑄鑄坯表面溫度分布測量方法，其特征在于，所述根據多個所述紅外溫度值得到所述鑄坯表面的溫度分布，包括：

將多個所述紅外溫度值對應的多個溫度測量點在所述鑄坯目標上的像素點坐標，轉換為對應于所述鑄坯上實際位置的物理坐標；

根據所述物理坐標與對應的紅外溫度值生成所述鑄坯表面的溫度分布。

7.一種連鑄鑄坯表面溫度分布測量裝置，其特征在于，包括：

獲取模塊，用于獲取鑄坯的紅外圖像；

矯正模塊，用于對所述紅外圖像進行矯正，包括：對所述紅外圖像的像素坐標進行空間畸變矯正，具體過程包括：

x'＝(u-c_x)/f_x

y'＝(v-c_y)/f_y

r²＝x'²+y'²

x”＝(1+kr²)x'

y”＝(1+kr²)y'

x＝x″f_x+c_x

y＝y″f_y+c_y

其中，(u,v)為矯正前紅外圖像中像素坐標，(x,y)為矯正后紅外圖像坐標，c_x，c_y為圖像變換原點，(x’,y’)為平移焦距縮放后的圖像坐標，r為x’,y’坐標系中坐標點距離原點的距離，(x”,y”)為畸變縮放后的坐標，k為紅外相機焦距的經驗參數，根據焦距大小取大于0的數值，f_x與f_y為紅外相機視場角及圖像大小的函數，具有如下形式：

其中，W、H分別為紅外圖像的寬度和高度，θ_x和θ_y分別為紅外相機的寬度和長度方向的視場角；

處理模塊，用于識別矯正后的紅外圖像中的鑄坯目標，并獲取所述鑄坯目標表面的多個測溫點對應的紅外溫度值，包括：設定檢測區域；若所述鑄坯目標進入所述檢測區域，則持續采集所述檢測區域內分布在所述鑄坯目標表面的多個測溫點的對應的像素強度值，將所述像素強度值映射為紅外溫度值，以得到多個所述紅外溫度值，其中，所述檢測區域具有前區域標識線、后區域標識線和數據記錄位標識線，所述數據記錄位標識線位于所述前區域標識線和后區域標識線之間，且靠近所述前區域標識線布置，其中，所述前區域標識線、后區域標識線和數據記錄位標識線的位置可調，使所述鑄坯目標的長度分別小于所述前區域標識線和后區域標識線之間的距離，以及數據記錄位標識線和后區域標識線之間的距離；

生成模塊，用于根據多個所述紅外溫度值生成所述鑄坯表面的溫度分布。