[发明专利]基于热成像图的垃圾焚烧炉入炉垃圾热值的实时测算方法

权利要求书

1.一种基于热成像图的垃圾焚烧炉入炉垃圾热值的实时测算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)在垃圾焚烧炉入炉前的料斗上方设置热成像摄像机，获取料斗中垃圾的热成像图；

(2)对热成像图进行校正后，对热成像图进行切割操作，去除时间和日期信息；

(3)不同热值的垃圾会在热成像图中显示为不同颜色，按颜色的区别将热值区域定义为高、中、低三个级别；根据该规则对足量热成像图中的热值区域进行人工标注，将标注后的图像与原图一一对应后组成料斗垃圾的热成像数据库；

(4)以热成像数据库作为训练集，将其输入U-Net全卷积神经网络中进行训练，得到用于分析热成像图中热值区域的自动识别模型；

(5)将实时生成的单张热成像图输入自动识别模型，对该图中不同级别的热值区域分别进行识别；然后计算各级别热值区域的图像总面积area_i，设定area₁为高热值区域图像总面积、area₂为中热值区域图像总面积、area₃为低热值区域图像总面积；

在与热成像摄像机的标定转换系数α相乘后，得到料斗中不同热值垃圾的实际分割面积S_i，其中S₁为高热值区域分割面积、S₂为中热值区域分割面积、S₃为低热值区域分割面积：

S_i＝area_i×α

其中，S_img为热成像图中对应区域的图像分割面积，单位：m²；S_actual为热成像图中被分割区域的实际面积，单位：m²；i＝1,2或3；

(6)料斗中的垃圾堆料高度h和密度ρ保持不变，则垃圾料斗顶部面积S₂、垃圾料斗底部面积S₁和中截面面积S₀的值保持恒定，结合棱台体积公式计算垃圾料斗中的某类垃圾的实时平均热值：

其中，Q_pi为某张图片的垃圾预测热值，单位：kJ/kg，其中i＝1,2,3，Q_p1为高热值区域垃圾预测热值，Q_p2为中热值区域垃圾预测热值，Q_p3为低热值区域垃圾预测热值；area_i为各级别热值区域的图像总面积，单位：m²；设定area₁为高热值区域图像总面积、area₂为中热值区域图像总面积、area₃为低热值区域图像总面积；ρ为该堆垃圾的密度，单位：kg/m³；h为垃圾堆料高度，单位：m；Q_ri为不同热值区域垃圾的经验热值，单位：kJ/kg，其中，Q_r1为高热值区域垃圾经验热值，Q_r2为中热值区域垃圾经验热值，Q_r3为低热值区域垃圾经验热值；S₁为垃圾料斗底部面积，单位：m²；S₀为料斗中截面面积，单位：m²；S₂为垃圾料斗顶部面积，单位：m²；

(7)根据步骤(5)中的识别结果和步骤(6)中的计算结果，对高、中、低热值区域的垃圾热值计算总和以得到实时的预测热值总和：

Q′_p＝Q_p1+Q_p2+Q_p3

其中，Q′_p为某张热成像图对应的所有垃圾热值总和的预测值，单位：kJ/kg；Q_p1为高热值区域垃圾预测热值，Q_p2为中热值区域垃圾预测热值，Q_p3为低热值区域垃圾预测热值，单位：kJ/kg。