[發明專利]一種基于數字圖像處理技術的干霧除塵控制方法

有效

• 申請號: 202110336196.1
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113171666B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 邸大禹;徐享南;徐仁博
• 申請（專利權）人: 華能國際電力股份有限公司大連電廠
• 主分類號: B01D47/06
• 分類號: B01D47/06;G06V20/40;G06V10/28;G06V10/44
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 修睿;李洪福

1.一種基于數字圖像處理技術的干霧除塵控制方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、在接收到第一信號后，PLC系統檢測輸煤系統的各級皮帶運行信號，所述第一信號為皮帶線啟動信號；

S2、判斷除塵裝置所在皮帶是否啟動，如果存在正在運行的皮帶，則進入步驟S4，干霧系統的進氣、水總電磁閥打開；否則，進入步驟S3，關閉進氣、水總電磁閥；干霧系統的進氣、水總電磁閥處于開啟狀態時，進入步驟S5；

S5、PLC系統檢測到輸煤系統的各級皮帶為運行狀態時，進行各干霧裝置上級落料斗處的視頻檢測，具體地，各個干霧噴淋聯箱各自上級皮帶落料斗 處的視頻檢測程序均開啟；

S6、當未檢測到上級落料斗有煤流時，執行步驟S8，對應皮帶段的分路噴嘴電磁閥不啟動；當檢測到上級落料斗有煤流時，執行步驟S9，對應皮帶段的分路噴嘴電磁閥啟動；

當檢測到上級落料斗有煤流時，還通過預設指標對圖像處理結果是否為粉塵過大情況進行判斷，若否，則步驟S9具體為：對應皮帶段的分路噴嘴電磁閥部分啟動；若是，則進入步驟S10，對應皮帶段的分路噴嘴電磁閥全部啟動；

所述步驟S5具體包括如下步驟：

S51、當接收到皮帶啟動信號后，進入視頻檢測程序；

S52、通過攝像頭的SDK接口按幀獲取原始圖像，特征選定的區域存在較多的紋路，通過后續處理可以分割出若干連通域；

S53、對原始圖像進行切割，獲取識別區域圖像；

S54、對區域圖像進行二值化處理，具體地，對所選區域進行灰度處理，按公式(1)對RGB三分量進行加權平均得到較合理的灰度圖像：

Gary(i,j)＝0.299*R(i,j)+0.587*G(i,j)+0.114*B(i,j) (1)；

計算出的灰度圖像做均值處理后，大于均值的像素賦值255，小于均值的像素賦值0，即可得到二值化圖像；

S55、對二值化后的圖像通過中值濾波模板進行優化；采用一個7*7的中值濾波模板對圖像進行優化，將該模板內的各像素值進行排序，生成單調上升或單調下降的二維數據序列，二維中值濾波輸出如表達式(2)：

g(x,y)＝medf{f(x-k,y-1),(k,l∈w)} (2)

其中f(x,y)和g(x,y)分別是原圖像和處理后圖像,w為輸入的二維模板，能夠在整幅圖像上滑動，為了不失通用性做中值濾波前對原始圖像的外邊框進行了0填充處理；

S56、利用4-鄰域標記的方法對優化的二值化圖像進行連通域邊緣追蹤，并統計個數；

S57、為了保證圖像檢測的準確性，對面積小于30的連通域進行濾波處理，所得到的連通域是指面積大于30的局部區域；

由于落料斗內安裝的陶瓷襯板致使圖像中在沒有煤流的時候存在較多的連通域，當有煤流通過皮帶進入落料斗連通域的處理數量明顯減少；

S58、以圖像連通域個數的預設值作為標準對的第i幀圖像處理結果進行標定；之后統計連續預設幀數的圖像結果，并以此結果判斷是否有煤流；

所述步驟S58中，1秒中可以通過接口獲取25幀圖像，當圖像連通域個數大于等于25個時第i幀圖像處理結果被標記為1，當圖像連通域個數小于25個時第i幀圖像處理結果被標記為0，

程序初始化時定義一個大小為25的數組，并對數組內的元素賦值為1，某一幀的圖像編號為a，則數組索引i的計算公式如下：

i＝mod(a/25) (4)

將圖像編號除以25所得的余數作為數組索引，根據攝像頭的性能，1秒中可以通過接口獲取25幀圖像，數組A中的數字可以對近1秒內圖像中的煤流狀態進行存儲，為了提高檢測的準確性，提出一個檢測通過率rate的概念，rate定義為0.8，數組A中元素的總和為M：

當最近1秒內即25幀圖像中有20幀圖像的標記結果為1則認為該時刻沒有煤流，否則就判定該時刻有煤流：

式中：rate為預設的檢測通過率；

S7中，當判斷出有煤流時進入粉塵程度檢測的程序，對整張圖像進行二值化處理；定義一個變量Flag，用于統計整張圖像二值化以后白色像素點的個數：圖像為m*n大小的像素矩陣，則統計方式如下：

白色像素點的個數能夠反映出落料斗空間內揚塵的程度，具體的計算依據如下：

落料斗下方安裝了3組干霧除塵噴嘴，當程序判斷為“正常揚塵”時啟動其中2組噴嘴進行噴淋抑塵；當程序判定為“揚塵較大”時啟動全部3組噴嘴進行噴淋抑塵。