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原文传递一种基于热像图的黏结热区域移动速率检测方法

专利名称：	一种基于热像图的黏结热区域移动速率检测方法
摘要：	本发明公开了一种基于热像图的黏结热区域移动速率检测方法，属于钢铁冶金领域，其特点是，包括：构建连铸结晶器热像图、黏结热区域捕捉、黏结热区域特征提取、黏结热区域移动速率计算。本发明将连铸结晶器热像图与黏结漏钢热区域的移动速率检测相结合，获取了黏结漏钢的纵向和横向移动速率，有助于深入掌握黏结漏钢的传播特征，为连铸可视化漏钢预报提供依据。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	吉林;22
申请人：	东北电力大学
发明人：	刘宇;刘加斌;王旭东;高亚丽;张冬冬
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-22T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202311059491.2
公开号：	CN117092160A
代理机构：	西安圣邦赢知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：	王越
分类号：	G01N25/20;B22D11/18;G;B;G01;B22;G01N;B22D;G01N25;B22D11;G01N25/20;B22D11/18
申请人地址：	132011 吉林省吉林市船营区长春路169号
主权项：	1.一种基于热像图的黏结热区域移动速率检测方法，其特征在于，在热像图中捕获黏结热区域，利用温度速率最大值和设定阈值，获取不同时刻下黏结热区域重心坐标，根据重心坐标和时间差，计算黏结热区域的纵向和横向移动速率，有助于快速掌握黏结漏钢传播特征，为连铸漏钢预报提供依据，具体实现步骤如下： 1)构建连铸结晶器热像图 ①根据结晶器铜板布置的热电偶，获取铜板热电偶位置的温度数据； ②利用三次样条插值算法，获取非热电偶测点位置处的温度数据，进而计算温度速率，将铜板温度速率值与RGB颜色值建立对应关系，绘制连铸结晶器热像图； 2)黏结热区域捕捉 ①将温度速率大于G1的连通区域判定为黏结热区域； ②利用阈值分割算法，根据公式(1)，将连通区域像素点进行二值化处理，获得只包含0和1的阈值分割矩阵；式中，g(x,y)为对应像素位置处的温度速率；b(x,y)为热像图的二值化表示方式：0表示温度速率正常；1表示温度速率异常；G1为判定黏结热区域的温度速率阈值； 3)黏结热区域特征提取 ①温度速率特征：提取热像图中黏结热区域中温度速率最大值Gmax； ②位置特征：获取热像图中黏结热区域的重心坐标； 4)黏结热区域纵向移动速率计算黏结热区域纵向移动速率是其重心在浇注方向的移动速率，在热像图中，利用黏结热区域的重心纵坐标之差和时间间隔进行计算纵向移动速率，具体计算步骤如下： a)获取当前时刻黏结热区域的重心坐标(X1,Y1)，并记录该时刻为t1； b)获取当前时刻前30秒之内的所有黏结热区域重心坐标(Xn,Yn)，利用黏结热区域重心纵坐标Yn与Y1作差，将满足公式(2)条件的黏结热区域划定为第一类热区域，将满足公式(3)条件的黏结热区域划定为第二类热区域； Yn-Y1＞H1 (2) H2＜Yn-Y1≤H1 (3) 式中，Y1与Yn分别是当前时刻和第n秒时刻黏结热区域的重心纵坐标；H1与H2为设定阈值； c)在第一类热区域中，将温度速率最大的黏结热区域重心坐标记为(X2,Y2)，并记录该时刻为t2，将首次温度速率大于G2的黏结热区域重心坐标记为(X3,Y3)，并记录该时刻为t3； d)在第二类热区域中，将温度速率最大的黏结热区域重心坐标记为(X4,Y4)，并记录该时刻为t4，将首次温度速率大于G2的黏结热区域重心坐标记为(X5,Y5)，并记录该时刻为t5； e)计算t4和t2之差，记为td1，计算t5和t3之差，记为td2，将td1与td2进行比较，若td1大于td2，将td1赋值给td，计算Y4与Y2差，赋值给Y，反之，将td2赋值给td，计算Y5与Y3之差，赋值给Y； f)根据公式(4)，计算黏结热区域的纵向移动速率；式中，Vy为黏结热区域的纵向移动速率，m/min；ky为1个像素“网格单元”在y方向的实际距离，m；td为不同黏结热区域下最大温度速率的时间间隔，s；Y为td间隔下的纵向间距，像素； 5)黏结热区域横向移动速率计算黏结热区域横向移动速率是其重心在铸坯宽度方向的移动速率，在热像图中，利用黏结热区域的重心横坐标之差和时间间隔进行计算横向移动速率，具体计算步骤如下： a)获取当前时刻黏结热区域的重心坐标(X1,Y1)，并记录该时刻为t2； b)获取当前时刻前30秒之内的所有黏结热区域重心坐标(Xn,Yn)，利用黏结热区域重心横坐标Xn与X1作差，将满足公式(5)条件的黏结热区域划定为第三类热区域，将满足公式(6)条件的黏结热区域划定为第四类热区域； Xn-X1＞H1 (5) H3＜Xn-X1≤H1 (6) 式中，X1与Xn分别是当前时刻和第n秒时刻黏结热区域的重心横坐标；H3为设定阈值； c)在第三类热区域中，将温度速率最大的黏结热区域重心坐标记为(X6,Y6)，并记录该时刻为t6； d)在第四类热区域中，将温度速率最大的黏结热区域重心坐标记为(X7,Y7)，并记录该时刻为t7； e)计算t7和t6之差，记为tg，计算X7与X6之差，赋值给X； f)根据公式(7)，计算黏结热区域的横向移动速率；式中，Vx为黏结热区域的横向移动速率，m/min；kx为1个像素“网格单元”在x方向的实际距离，m；tg为不同黏结热区域下最大温度速率的时间间隔，s；X为tg间隔下的横向间距，像素。 2.根据权利要求1所述的一种基于热像图的黏结热区域移动速率检测方法，其特征在于，G1设定为0.3℃/s；G2设定为0.6℃/s；H1设定为10；H2设定为-25；H3设定为-10；ky设定为0.005m/像素点；kx设定为0.005m/像素点。
所属类别：	发明专利