[发明专利]基于视觉识别的炉鼻子姿态自动调整系统和方法

说明书

本发明涉及一种基于视觉识别的炉鼻子姿态自动调整系统和方法，系统包括视觉系统、炉鼻子本体、炉鼻子姿态调整系统、排渣系统和人机交互系统；方法为：收集炉鼻子内部溢流状态图像信息，并对每张图像的溢流类型进行状态标记：对采集的状态标记训练图片进行降噪分割预处理；使用经预处理后的图像对卷积神经网络进行训练；使用训练完成的卷积神经网络对实时采集的炉鼻子内部溢流情况进行识别，经机交互系统处理后将动作指令发送给炉鼻子姿态调整系统进行姿态调整。本发明通过视觉识别技术，实现炉鼻子姿态自动调整，解决了人工调整步骤繁琐复杂、不及时的问题，大大解放了人工劳动力，在识别精度、调整效率上大大超出人工调整能力。

技术领域

本专利申请属于带钢连续热镀锌生产技术领域，更具体地说，是涉及一种基于视觉识别的炉鼻子姿态自动调整系统和方法。

背景技术

炉鼻子装置作为连续热镀锌机组的关键设备，对于产品的表面质量起到了极其重要的作用。炉鼻子内部锌液面波动情况以及锌液表面悬浮的锌灰、锌渣杂质状态直接影响到带钢表面质量。传统的热镀锌机组炉鼻子装置没有配置排渣功能，无法生产高表面质量要求的汽车或家电用面板，而且需要定期拆除炉鼻子进行离线清理。目前先进的热镀锌机组炉鼻子均配置了自动排渣装置，炉鼻子内部锌液表面的漂浮的锌渣、锌灰等杂质通过排渣系统被源源不断排至炉鼻子外，从而保证炉鼻子内部带钢周围锌液的纯净度，能够生产高表面质量的汽车或家电面板产品。

然而这种带排渣结构的炉鼻子装置对锌锅液位以及炉鼻子的姿态非常敏感，为了保证带钢上下表面都处于最佳的排渣状态，炉鼻子内部上下表面的排渣唇板(或排渣口)要与锌液面之间保持精确且恒定的相对位置，从而保证锌液表面漂浮杂质的顺利溢流排除。因此这种炉鼻子的使用要求严格控制锌锅液位波动及炉鼻子姿态，当出现上述原因导致的排渣不理想时，需要根据炉鼻子内部的摄像头拍摄的锌液的溢流状态画面，人工不断的调整炉鼻子姿态。

尽管有些企业通过锌锅自动添加锌锭系统来保证锌锅液位稳定性，但受到人工捞渣、扒渣操作，锌锭未熔尾块脱落，以及产线速度变化等多种因素影响，锌锅液位始终存在波动。另外，国内对于炉鼻子水平度测量还停留在人工通过水准仪进行测量阶段。因此，每次更换炉鼻子头部，就必须对其前后左右四个方向的水平度进行测量，费时费力。且由于没有炉鼻子姿态动态监测技术，在生产中如果存在金属受热膨胀变形后产生的水平度误差也不能及时发现。因此，为了保证炉鼻子内部排渣板和锌液面之间始终恒定且合理的相对位置，需要人工根据实际排渣效果对炉鼻子姿态进行反复测量试验，调整过程十分复杂繁琐。

专利申请号201710052939.6公开了一种锌锅炉鼻子在线位置调整装置，包括炉鼻子本体，检测仪(激光测距仪)，伸缩装置等，该公开通过两个激光测距仪测得的距离差值控制炉鼻子本体姿态调整。

专利申请号201810605819.9公开了一种用于清除热镀锌炉鼻子锌灰的装置，包括图像采集设备、控制器和锌灰锌渣清除设备，但并未描述采用何种方式进行炉鼻子内部锌液排渣溢流情况识别，且，其所述锌灰锌渣清除设备为虹吸原理排渣管道，通过三轴驱动装置对炉鼻子内部的积攒的锌灰锌渣进行定点排除，该方法机构复杂且排渣能力差。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于视觉识别的炉鼻子姿态自动调整系统和方法，以用于解决传统人工调整炉鼻子姿态步骤复杂繁琐，以及不及时的问题。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于视觉识别的炉鼻子姿态自动调整系统，包括炉鼻子本体、视觉系统、炉鼻子姿态调整系统、排渣系统、与炉鼻子姿态调整系统连接的人机交互系统，其中：

视觉系统包括依次连接的图像采集单元、与图像采集单元连接的图像处理单元、与图像处理单元连接的图像识别单元、与图像识别单元连接的图像存储单元、设置在图像存储单元内的学习样本数据库；