本申請涉及自動化生產(chǎn)，尤其是涉及一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、高爐煉鋼的排料階段，需要在高爐的出鐵口處進(jìn)行破口，使煉制好的鐵水流出，然后再對出鐵口處的破口進(jìn)行封堵，封堵使用的設(shè)備為高爐泥炮，其作用是能夠迅速準(zhǔn)確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進(jìn)入下一循環(huán)的作業(yè)。

2、高爐泥炮根據(jù)其動力類型分為汽動泥炮、電動泥炮和液壓泥炮，由于汽動泥炮的推力受一定條件的限制不能繼續(xù)加大推泥能力，因此在實踐中已被淘汰在生產(chǎn)上多采用電動泥炮及液壓泥炮。

3、為了實現(xiàn)快速封堵，高爐泥炮多采用抵進(jìn)作業(yè)，這就導(dǎo)致高爐泥炮的工作環(huán)境較為惡劣，主要的影響因素是高溫和粉塵。為了解決該問題，高爐泥炮開始使用裝填機(jī)械手進(jìn)行炮泥的裝填工作，和人工裝填相比，裝填機(jī)械手在裝填速度和重載工作方面具有相當(dāng)優(yōu)勢。

4、但是受限于工作環(huán)境，裝填機(jī)械手在識別裝填對象方面還是存在一定誤差，主要受到高溫和粉塵的影響，高溫會使圖像傳感器得到的圖像存在殘缺和畸變，粉塵會直接影響圖像質(zhì)量。采用高精度的圖像獲取方式在一定程度上能夠解決該問題，但是存在處理速度慢的問題，會影響高爐泥炮的封堵工作。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請?zhí)峁┮环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，使用偏振圖像進(jìn)行初期的內(nèi)容識別與抓取，然后再使用合成處理方式來得到炮泥的輪廓特征，同時在合成處理過程中屏蔽粉塵干擾，用以取得更好的識別精度。

2、本申請的上述目的是通過以下技術(shù)方案得以實現(xiàn)的：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，包括：

4、響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像，圖像包括多個偏振圖像；

5、使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征；

6、其中，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成，候補(bǔ)光源為單色光源。

7、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像包括：

8、在得到的多個偏振圖像中選取一張放置區(qū)域符合要求的偏振圖像，記為基礎(chǔ)偏振圖像；

9、在基礎(chǔ)偏振圖像上識別并得到特征區(qū)域；

10、使用特征區(qū)域?qū)ζ渌駡D像進(jìn)行裁切，得到裁切偏振圖像，裁切偏振圖像的數(shù)量為多個；

11、使用基礎(chǔ)偏振圖像和裁切偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像。

12、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征包括：

13、在裁切偏振圖像上建立分析直線并基于分析直線建立特征曲線；

14、將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進(jìn)行分解，得到特征曲線組；

15、確定特征曲線組中每一條子特征曲線的起始位置點(diǎn)和截止位置點(diǎn)并將得到的起始位置點(diǎn)和截止位置點(diǎn)標(biāo)注在分析直線上；

16、將位于基礎(chǔ)偏振圖像和裁切偏振圖像上對應(yīng)的分析直線合并，得到合并分析直線；

17、對合并分析直線上的位置線段進(jìn)行合并處理，合并處理時，將位于其他位置線段上的位置線段進(jìn)行刪除處理；

18、將剩余的位置線段在基礎(chǔ)偏振圖像上顯示，得到包含抓取目標(biāo)的特征圖像。

19、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進(jìn)行分解包括：

20、將特征曲線分別加載到多個不同的采集窗口上，得到區(qū)別特征曲線，區(qū)別特征曲線的數(shù)量為多個；

21、對區(qū)別特征曲線進(jìn)行快速傅里葉變換；

22、將經(jīng)過快速傅里葉變換的區(qū)別特征曲線進(jìn)行相加和平均，得到特征曲線頻譜曲線；

23、使用特征曲線頻譜曲線生成小波并將生成的小波疊加到特征曲線上，確定與小波對應(yīng)的子特征曲線的起始位置點(diǎn)和截止位置點(diǎn)。

24、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，判斷偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度包括：

25、在繪制抓取目標(biāo)的外輪廓并計算外輪廓的區(qū)別特征，區(qū)別特征包括長度、寬度和圍攏區(qū)域面積；

26、使用區(qū)別特征確定抓取目標(biāo)的完整度；

27、其中，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，不進(jìn)行使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成。

28、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，還需要將得到的抓取目標(biāo)與模型庫中的模型目標(biāo)進(jìn)行比對，存在至少一個模型目標(biāo)與得到的抓取目標(biāo)相近時，不進(jìn)行使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成。

29、在第一方面的一種可能的實現(xiàn)方式中，使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成時，再生成得到的偏振圖像的位置線段與觸發(fā)偏振圖像再生成時的位置線段位于自動化炮泥填充系統(tǒng)的同一段直線運(yùn)動軌跡上。

30、第二方面，本申請?zhí)峁┝艘环N在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別裝置，包括：

31、圖像獲取單元，用于響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像，圖像包括多個偏振圖像；

32、圖像處理單元，用于使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征；

33、其中，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成，候補(bǔ)光源為單色光源。

34、第三方面，本申請?zhí)峁┝艘环N自動化炮泥填充系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

35、一個或多個存儲器，用于存儲指令；以及

36、一個或多個處理器，用于從所述存儲器中調(diào)用并運(yùn)行所述指令，執(zhí)行如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法。

37、第四方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括：

38、程序，當(dāng)所述程序被處理器運(yùn)行時，如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法被執(zhí)行。

39、第五方面，本申請?zhí)峁┝艘环N計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括程序指令，當(dāng)所述程序指令被計算設(shè)備運(yùn)行時，如第一方面及第一方面任意可能的實現(xiàn)方式中所述的方法被執(zhí)行。

40、第六方面，本申請?zhí)峁┝艘环N芯片系統(tǒng)，該芯片系統(tǒng)包括處理器，用于實現(xiàn)上述各方面中所涉及的功能，例如，生成，接收，發(fā)送，或處理上述方法中所涉及的數(shù)據(jù)和/或信息。

41、該芯片系統(tǒng)，可以由芯片構(gòu)成，也可以包括芯片和其他分立器件。

42、在一種可能的設(shè)計中，該芯片系統(tǒng)還包括存儲器，該存儲器，用于保存必要的程序指令和數(shù)據(jù)。該處理器和該存儲器可以解耦，分別設(shè)置在不同的設(shè)備上，通過有線或者無線的方式連接，或者處理器和該存儲器也可以耦合在同一個設(shè)備上。

技術(shù)特征：

1.一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，將特征曲線轉(zhuǎn)入到時域和頻域中進(jìn)行分解包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，判斷偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，當(dāng)偏振圖像上存在至少一個完整度符合要求的抓取目標(biāo)時，還需要將得到的抓取目標(biāo)與模型庫中的模型目標(biāo)進(jìn)行比對，存在至少一個模型目標(biāo)與得到的抓取目標(biāo)相近時，不進(jìn)行使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法，其特征在于，使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成時，再生成得到的偏振圖像的位置線段與觸發(fā)偏振圖像再生成時的位置線段位于自動化炮泥填充系統(tǒng)的同一段直線運(yùn)動軌跡上。

8.一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別裝置，其特征在于，包括：

9.一種自動化炮泥填充系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

10.一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)包括：

技術(shù)總結(jié)
本申請涉及一種在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，方法包括響應(yīng)于獲取到的抓取指令，移動至抓取區(qū)域后獲取抓取區(qū)域的圖像或者直接獲取抓取區(qū)域的圖像和使用偏振圖像合成包含抓取目標(biāo)的特征圖像并使用特征圖像中的內(nèi)容合成抓取目標(biāo)的邊緣輪廓特征，當(dāng)偏振圖像中抓取目標(biāo)的完整度不符合要求時，使用候補(bǔ)光源進(jìn)行所述偏振圖像的再生成，候補(bǔ)光源為單色光源，圖像包括多個偏振圖像。本申請公開的在復(fù)雜環(huán)境下的炮泥識別方法和自動化炮泥填充系統(tǒng)，使用偏振圖像進(jìn)行初期的內(nèi)容識別與抓取，然后再使用合成處理方式來得到炮泥的輪廓特征，同時在合成處理過程中屏蔽粉塵干擾，用以取得更好的識別精度。

技術(shù)研發(fā)人員：杜鵬宇,蘭大偉,董運(yùn)武,周鶴松,李棟,陳小陽,王棟,王天威,張立超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：秦冶工程技術(shù)（北京）有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19