一种铁水运输的监测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本发明实施例涉及冶金技术领域，尤其涉及一种铁水运输的监测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

大多数的钢铁生产环境中设置有多座高炉，每座高炉附近设置有多个出铁口，每个出铁口通常分布有两条轨道用于运输铁水包，在运输铁水包的过程中，铁水包由火车头牵引至每个出铁口下盛装铁水，由于铁水是高温熔融金属，出铁时存在较大风险，比如由于设备故障或其他原因导致铁水盛装过满溢出，铁水包、机车、铁轨、视频监控设备可能会被烧坏，安装在铁轨下的铁水称和旁边的包号识别设备也可能会被烧坏。铁水溢出不仅会造成设备损失，增加企业的经济成本，同时也给生产带来较大的影响。

当钢铁生产环境中发生铁水溢出时，由于出铁口附近的区域属于危险区域，不能长期有人进行现场监控，生产现场很难第一时间发现，而依靠远程视频监控，则因为现场出铁口较多、监管面积大、出铁口发生异常的随机性较强，监控人员可能无法及时发现异常，存在较大安全隐患。

发明内容

本发明实施例提出了一种铁水运输的监测方法、装置、设备及存储介质，以解决及时发现铁水溢出隐患的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种铁水运输的监测方法，该方法包括：

调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，所述出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，所述轨道布设在所述出铁口所在区域、位于所述热成像摄像机的视野内；

以提高信噪比为目的对所述原始图像数据进行预处理，得到所述出铁口所在区域的温度热力图；

从所述温度热力图中提取所述铁水包的第一温度信息及布设于所述轨道中的多种设备的第二温度信息；

依据所述第一温度信息和所述第二温度信息确定所述铁水包和所述设备的状态。

第二方面，本发明实施例还提供了一种铁水运输的监测装置，该装置包括：

原始图像数据获取模块，用于调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，所述出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，所述轨道布设在所述出铁口所在区域、位于所述热成像摄像机的视野内；

温度热力图获取模块，用于以提高信噪比为目的对所述原始图像数据进行预处理，得到所述出铁口所在区域的温度热力图；

温度提取模块，用于从所述温度热力图中提取所述铁水包的第一温度信息及布设于所述轨道中的多种设备的第二温度信息；

状态确定模块，用于依据所述第一温度信息和所述第二温度信息确定所述铁水包和所述设备的状态。

第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括：

一个或多个处理器；

存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的铁水运输的监测方法。

第四方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如第一方面所述的铁水运输的监测方法。

本发明通过调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，轨道布设在出铁口所在区域、位于热成像摄像机的视野内，以提高信噪比为目的对原始图像数据进行预处理，得到出铁口所在区域的温度热力图，从温度热力图中提取铁水包的第一温度信息及布设于轨道中的多种设备的第二温度信息，依据第一温度信息和第二温度信息确定铁水包和设备的状态，实现了对铁水运输过程的无人监管，节约了人力成本，通过热成像摄像机可以实时对铁水运输现场的进行监控，避免人工在现场监控发生危险，提高监控效率，同时基于热成像摄像机获取的现场图像数据可以及时了解出铁口所在区域的温度信息，针对温度信息确定铁水包和设备的状态，便于及时发现设备异常和铁水包的溢出现象，减少安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种铁水运输的监测方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种铁水运输的监测装置的结构示意图；

图3为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

应注意到：在本发明实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等次序词仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种铁水运输的监测方法的流程图，本实施例可适用于对钢铁厂的出铁口所在区域进行监测的情况，该方法可以由铁水运输的监测装置来执行，该铁水运输的监测装置可以由软件和/或硬件实现，可配置在计算机设备中，例如，服务器、工作站、工控机、个人电脑，等等，该方法具体包括如下步骤：

S110、调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据。

其中，出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，轨道布设在出铁口所在区域、位于热成像摄像机的视野内。

热成像摄像机是指通过接受物体发出的红外线来显示图像数据的摄像机，一般也被称为红外热像仪。由于任何有温度的物体都会发出红外线，热像仪就是接收物体发出的红外线，通过有颜色的图片来显示被测量物表面的温度分布，根据温度的微小差异找出温度的异常点，从而起到对被测量物进行维护的作用。

热成像摄像机的工作原理就是热红外成像技术，其核心就是热像仪，它是一种能够探测极微小温差的传感器，将温差转换成实时视频图像显示出来。但是只能看到人和物体的热轮廊，看不清物体的真实面目。

在本实施例中，可以在钢铁厂中的多个出铁口附近的轨道外侧安装热成像摄像机，使得热成像摄像机可以监测到铁水生产线的整个区域。

在具体实现中，可以通过外部控制指令(例如钢铁厂的中央管理控制中心)调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，也可以通过预先内置的逻辑门路定时调用热成像摄像机获取原始图像数据，即调用热成像摄像机的方式有很多，可以是接收管理人员的控制指令来调用热成像摄像机采集出铁口的原始图像数据，也可以是远程定时控制指令来调用热成像摄像机采集出铁口的原始图像数据，本实施例对此均不作任何限定。

S120、以提高信噪比为目的对原始图像数据进行预处理，得到出铁口所在区域的温度热力图。

本实施例中的信噪比是指图像数据中的有效信号与噪声之间的比值，可以用图像信号与噪声的方差之比来近似估计原始图像数据的信噪比，信噪比的数值越大，图像质量越好。

由于出铁口所在区域的环境复杂，热成像摄像机获取到的原始图像数据中包含大量的噪声，需要对原始图像数据进行去噪滤波、像素增强等预处理，以更加精确的获取到出铁口所在区域的温度热力图。

在本实施例中，S120可以包括如下具体步骤：

S1201、对原始图像数据进行参数校正。

S1202、采用帧间滤波算法对校正后的原始图像数据进行去噪，得到候选图像数据。

S1203、对候选图像数据进行边缘增强，得到目标图像数据。

S1204、对目标图像数据中的像素进行聚类，以将目标图像数据中的像素映射到预设的温度信息表中，得到出铁口所在区域的温度热力图。

在一种实现方式中，可以获取预设的温度信息表；对目标图像数据中的像素进行归一化，得到目标像素；计算相邻的目标像素之间的差值；基于差值对所有的目标像素进行聚类，得到多个像素集合；将像素集合映射到温度信息表中，得到与像素集合对应的温度信息；遍历所有的像素集合的温度信息，得到出铁口所在区域的温度热力图。

S130、从温度热力图中提取铁水包的第一温度信息及布设于轨道中的多种设备的第二温度信息。

其中，第一温度信息和第二温度信息的实质都是温度热力图所包含的温度信息，“第一”、“第二”仅用于区分描述。

在本实施例中，可以通过遍历温度热力图中的所有像素，获取每个像素的颜色值；基于颜色值对温度热力图进行区域划分，例如将颜色值转换为颜色直方图，在颜色直方图中获取每个像素的颜色特征，采用区域增长算法对颜色特征进行聚类，从而得到铁水包的第一温度信息及布设于轨道中的多种设备的第二温度信息。需要说明的是，本实施例对从温度热力图中提取温度信息的具体方式不作限定。

S140、依据第一温度信息和第二温度信息确定铁水包和设备的状态。

在具体实现中，可以通过判断第一温度信息是否超过预设的第一阈值来确定铁水包是否处于铁水溢出的状态；若第一温度信息超过预设的第一阈值，则确定铁水包为铁水溢出状态，为了判断铁水溢出是否造成出铁口的轨道中的多种设备是否被毁坏，需要进一步判断第二温度信息是否超过预设的第二阈值；若第二温度信息超过预设的第二阈值，则确定设备为异常状态，为了避免高温铁水引起整个铁水生产线中的线路瘫痪、甚至引发火灾，此时需要及时切断铁水包运输线路中的供电电源，以保护整个生产线的安全。

可选的，在本实施例中，所述监测方法还包括：

获取与温度热力图中的温度信息匹配的辐射能量，将辐射能量转换为电信号，基于电信号绘制电信号曲线；基于电信号曲线监测布设于轨道中的多种设备的运行状态。

由于钢铁厂中的出铁口较多、监管面积大，对出铁口现场进行远程监控管理有时难以及时应对现场突发状况，此时将温度热力图中的辐射能量转换为电信号，将出铁口所在区域的温度信息都以电信号的形式呈现，将电信号绘制成电信号曲线，通过对电信号曲线进行分析，更加便于了解出铁口所在区域中的设备的运行状态，例如，可以随时查看电信号曲线的历史数据、整合分析历史数据来预测出铁口所在区域的设备检修周期；也可以设置自动巡检任务，对固定周期内的电信号曲线进行异常数据排查，将异常数据进行存储，便于管理人员有针对性的了解出铁口所在区域的情况；还可以为电信号曲线设置异常阈值，当电信号曲线中的电信号接近该异常阈值时，启动超温报警操作。

可选的，在本实施例中，所述监测方法还包括：

获取面向铁水生产线构建的可视化三维模型；在可视化三维模型中标记出铁口、轨道、热成像摄像机，得到多个坐标点；在坐标点上展示温度热力图和电信号曲线，例如，可以针对与轨道对应的坐标点，设置状态标签；若监测到设备发生异常，则对状态标签执行告警着色操作，便于管理人员在查看可视化三维模型时能够重点关注异常设备。

本发明实施例通过调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，轨道布设在出铁口所在区域、位于热成像摄像机的视野内，以提高信噪比为目的对原始图像数据进行预处理，得到出铁口所在区域的温度热力图，从温度热力图中提取铁水包的第一温度信息及布设于轨道中的多种设备的第二温度信息，依据第一温度信息和第二温度信息确定铁水包和设备的状态，实现了对铁水运输过程的无人监管，节约了人力成本，通过热成像摄像机可以实时对铁水运输现场的进行监控，避免人工在现场监控发生危险，提高监控效率，同时基于热成像摄像机获取的现场图像数据可以及时了解出铁口所在区域的温度信息，针对温度信息确定铁水包和设备的状态，便于及时发现设备异常和铁水包的溢出现象，减少安全隐患。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种铁水运输的监测装置的结构示意图，该装置具体可以包括如下模块：

原始图像数据获取模块201，用于调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，所述出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，所述轨道布设在所述出铁口所在区域、位于所述热成像摄像机的视野内；

温度热力图获取模块202，用于以提高信噪比为目的对所述原始图像数据进行预处理，得到所述出铁口所在区域的温度热力图；

温度提取模块203，用于从所述温度热力图中提取所述铁水包的第一温度信息及布设于所述轨道中的多种设备的第二温度信息；

状态确定模块204，用于依据所述第一温度信息和所述第二温度信息确定所述铁水包和所述设备的状态。

在本发明的一个实施例中，所述温度热力图获取模块202包括：

参数校正子模块，用于对所述原始图像数据进行参数校正；

去噪子模块，用于采用帧间滤波算法对校正后的所述原始图像数据进行去噪，得到候选图像数据；

边缘增强子模块，用于对所述候选图像数据进行边缘增强，得到目标图像数据；

温度热力图确定子模块，用于对所述目标图像数据中的像素进行聚类，以将所述目标图像数据中的像素映射到预设的温度信息表中，得到所述出铁口所在区域的温度热力图。

在本发明的一个实施例中，所述温度热力图确定子模块包括：

温度信息表获取单元，用于获取预设的温度信息表；

像素归一化单元，用于对所述目标图像数据中的像素进行归一化，得到目标像素；

像素差值计算单元，用于计算相邻的所述目标像素之间的差值；

像素聚类单元，用于基于所述差值对所有的所述目标像素进行聚类，得到多个像素集合；

温度信息确定单元，用于将所述像素集合映射到所述温度信息表中，得到与所述像素集合对应的温度信息；

温度热力图确定单元，用于遍历所有的所述像素集合的所述温度信息，得到所述出铁口所在区域的温度热力图。

在本发明的一个实施例中，所述温度提取模块203包括：

颜色值确定子模块，用于遍历所述温度热力图中的像素，获取每个像素的颜色值；

区域划分子模块，用于基于所述颜色值对所述温度热力图进行区域划分，得到所述铁水包的第一温度信息及布设于所述轨道中的多种设备的第二温度信息。

在本发明的一个实施例中，所述状态确定模块204包括：

温度判断子模块，用于判断所述第一温度信息是否超过预设的第一阈值，若是，则调用铁水溢出确定子模块；

铁水溢出确定子模块，用于确定所述铁水包为铁水溢出状态，进一步判断所述第二温度信息是否超过预设的第二阈值，若是，则调用设备异常确定子模块；

设备异常确定子模块，用于确定所述设备为异常状态，切断铁水包运输线路中的供电电源。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

辐射能量获取模块，用于获取与所述温度热力图中的温度信息匹配的辐射能量；

能量转换模块，用于将所述辐射能量转换为电信号，依据所述电信号绘制电信号曲线；

设备监测模块，用于基于所述电信号曲线监测布设于所述轨道中的多种设备的运行状态。

在本发明的一个实施例中，所述装置还包括：

可视化模型获取模块，用于获取面向所述铁水生产线构建的可视化三维模型；

坐标点标记模块，用于在所述可视化三维模型中标记所述出铁口、所述轨道、所述热成像摄像机，得到多个坐标点；

信息展示模块，用于在所述坐标点上展示所述温度热力图和所述电信号曲线。

本发明实施例所提供的铁水运输的监测装置可执行本发明任意实施例所提供的铁水运输的监测方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

实施例三

图3为本发明实施例三提供的一种计算机设备的结构示意图，如图3所示，该计算机设备包括处理器300、存储器301、通信模块302、输入装置303和输出装置304；计算机设备中处理器300的数量可以是一个或多个，图3中以一个处理器300为例；计算机设备中的处理器300、存储器301、通信模块302、输入装置303和输出装置304可以通过总线或其他方式连接，图3中以通过总线连接为例。

存储器301作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的铁水运输的监测方法对应的模块(例如，如图2所示的铁水运输的监测装置中的原始图像数据获取模块201、温度热力图获取模块202、温度提取模块203和状态确定模块204)。处理器300通过运行存储在存储器301中的软件程序、指令以及模块，从而执行计算机设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的铁水运输的监测方法。

存储器301可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器301可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器301可进一步包括相对于处理器300远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至计算机设备。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

通信模块302，用于与显示屏建立连接，并实现与显示屏的数据交互。

输入装置303可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与计算机设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。

输出装置304可包括显示屏等显示设备。

需要说明的是，输入装置303和输出装置304的具体组成可以根据实际情况设定。

本实施例提供的计算机设备，可执行本发明任一实施例提供的铁水运输的监测方法，具备相应的功能和有益效果。

实施例四

本发明实施例四还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述任一实施例的铁水运输的监测方法。

该铁水运输的监测方法包括：

调用布设在铁水生产线上的热成像摄像机获取出铁口所在区域的携带温度信息的原始图像数据，所述出铁口用于向在轨道中运输的铁水包灌注铁水，所述轨道布设在所述出铁口所在区域、位于所述热成像摄像机的视野内；

以提高信噪比为目的对所述原始图像数据进行预处理，得到所述出铁口所在区域的温度热力图；

从所述温度热力图中提取所述铁水包的第一温度信息及布设于所述轨道中的多种设备的第二温度信息；

依据所述第一温度信息和所述第二温度信息确定所述铁水包和所述设备的状态。

当然,本发明实施例所提供的计算机可读存储介质,其计算机程序不限于如上所述的方法操作,还可以执行本发明任意实施例所提供的铁水运输的监测方法中的相关操作。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-Only Memory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

值得注意的是，上述铁水运输的监测装置的实施例中，所包括的各个单元和模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。