[发明专利]一种非接触式自焙电极压放量测量系统和方法

说明书

本发明公开了一种非接触式自焙电极压放量测量方法，属于视觉识别、数字图像处理技术领域，该方法步骤如下：设定采集条件下，对采集设备进行标定；在与自焙电极间隔一定的采集距离，且与自焙电极相对应不变的位置采集自焙电极压放前、后的图像，分别得到自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ；分别对自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ进行预处理及特征目标提取；计算电极压放前的图像Ⅰ的特征目标和自焙电极压放后的图像Ⅱ特征目标中心点位置变化的差值，通过非接触式的测量得到精准的电极压放量，此方法不受电炉炉型及生产工艺限制，用以解决电炉生产恶劣环境下电极压放测量问题，提升产品整体自动化水平及操作安全性。

技术领域

本发明涉及视觉识别、数字图像处理技术领域尤其涉及一种非接触式自焙电极压放量测量系统和方法。

背景技术

自焙电极压放量的测量对电炉冶炼至关重要，在国内冶炼的实际生产中，尽管在投产时，不同的炉型配置了不同的测量仪器，但其原理均为接触式机械测量，工作一段时间后，由于自焙电极周围高温恶劣的生产环境及经常掉落的焊渣,导致测量仪表和PLC模块的损坏和绝缘失效，降低了测量设备可靠性和压放量测量的精准度，无法长期使用，所以现场主要依靠操作人员手动对电极的压放量进行标记和测量。

操作人员近距离对自焙电极的压放量进行测量，会有触电和一氧化碳中毒的安全隐患，影响生产的安全进行。同时，人工测量存在人为误差，效率低下，且纸质数据记录不利于后续工艺分析及管理。

发明内容

根据现有技术存在的问题，本发明公开了一种非接触式自焙电极压放量测量方法，包括以下步骤：

S1:设定采集条件下，对采集设备进行标定；

S2:在与自焙电极间隔一定的采集距离，且与自焙电极相对应不变的位置采集自焙电极压放前、后的图像，分别得到自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ；

S3:分别对自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ进行预处理及特征目标提取；

S4:计算电极压放前的图像Ⅰ的特征目标和自焙电极压放后的图像Ⅱ特征目标中心点位置变化的差值。

进一步地，所述采集设定条件包括光线强度保持不变。

进一步地，对采集设备进行标定的过程如下：选择尺寸已知的标定物，在采集设备的几何模型下，建立标定物图像坐标系与空间坐标系，获取图像像素尺寸。

进一步地，S3中的所述预处理过程如下：采用高斯线性平滑滤波算法对自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ进行噪声的平滑去噪处理，得到模糊图像，模糊图像便于图像分析。

进一步地，S3中的所述特征目标提取的过程如下：

S3-1:将模糊图像按精度要求分割成若干子区域，采用基于像素的直方图阈值分割法将彩色图像的红色颜色分量投影到低维空间；

S3-2：采取拉普拉斯算子法对分割后的图像进行边缘轮廓提取。

进一步地，该系统包括图像采集单元、网络传输单元和图像处理单元；

所述图像采集单元与需要测量的自焙电极间隔一定的距离且保持相对应的位置不变；

所述图像采集单元对所述自焙电极的压放前、后的图像进行采集，分别得到自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ；

所述网络传输单元将自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ分别传输给所述图像处理单元；

所述图像处理单元分别对自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ进行预处理及目标特征提取，计算自焙电极压放前的图像Ⅰ和自焙电极压放后的图像Ⅱ中心点位置变化的差值。