基于化工生产废料回收的视觉处理系统

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体涉及基于化工生产废料回收的视觉处理系统。

背景技术

糠醛又称呋喃甲醛，是一种重要的有机化工原料，广泛应用于医药、日化和食品行业，糠醛目前，糠醛生产还不能通过化工合成的途径制得，工业上目前制取糠醛的方法仍只能由农副产品水解生成，一般以玉米芯、玉米秆、麦秸秆、稻草、稻壳、棉籽壳、花生壳和甘蔗渣等农副产品的下脚料为原料来制取，提取糠醛后的残留固体就是糠醛渣，并且糠醛渣中含有大量纤维素和木质素，是很值得利用的可再生生物质资源。

现有的申请号202110973233.X的发明专利，具体涉及化工生产废料的回收筛分装置，其特征在于，包括推动机构和筛分机构，所述推动机构包括座体、储气箱、启动开关件、驱动开关件和推动件，所述筛分机构包括筛分筒体和筛分框，所述座体上端开口，内部设有筒体槽，所述筛分筒体坐落于所述筒体槽内，所述筛分框坐落在所述筛分筒体上端；

该申请中提供技术方案其目的在于：解决现有技术的化工生产废料的回收筛分装置通常由振动电机作为驱动部件，由振动电机持续工作提供振动力，从而达到废料的振动筛分目的，工作过程不仅耗能较大，而且在振动筛分废料的过程中，对外界会产生持续的、较大的震感，容易给长时间的工作人员身体带来不适的问题。

然而，针对于糠醛生产的加工设备而言，其运行产生的废料糠醛渣，仍有进一步的利用价值，工作人员通常以堆积晾干，待糠醛渣自然风干或使用机电设备风干至指定含水量（湿度）后进一步加压成型成颗粒状以便于运输使用，目前工作人员通常通过检测设备定期对堆积的糠醛渣进行含水量检测或根据自身工作经验来判定糠醛渣的大致含水量，上述两种方式存在需要多次检测及判定不准的问题，从而进一步导致糠醛渣成型运输的这一阶段效率降低或成型的糠醛渣颗粒由于含水量不达标而成型率低、品质较差的问题。

发明内容

解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于化工生产废料回收的视觉处理系统，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

基于化工生产废料回收的视觉处理系统，包括：

控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；

监测模块，用于实时监测加工设备下料端产出糠醛渣的参数信息；

分析模块，用于接收监测模块监测到的糠醛渣参数信息，分析糠醛渣参数信息中图像数据中的图像纹理特征；

计量模块，用于计量分析模块分析图像纹理特征时所用图像数据中糠醛渣的轮廓区域图像面积；

配置模块，用于接收分析模块及计量模块运行所得数据内容，对两组数据内容相互配置；

确认模块，用于确认监测模块的可监测极值范围；

预测模块，用于获取加工设备下料端产出糠醛渣阶段被监测模块监测到的参数信息，在配置模块配置的数据内容中获取与参数信息相同的数据内容；

其中，计量模块跟随分析模块同步运行。

更进一步地，所述监测模块下级设置有子模块，包括：

摄像头模组，用于采集加工设备下料端产出糠醛渣后，掉落堆积至地面的图像数据；

识别单元，用于接收摄像头模组采集的图像数据，在图像数据中识别清晰度最佳的一组图像数据向分析模块发送；

其中，监测模块由流量传感器、湿度传感器及摄像头模组组成，流量传感器、湿度传感器及摄像头模组跟随监测模块同步运行在加工设备下料端产出糠醛渣时采集数据记作糠醛渣的参数信息，识别单元在运行结束后对接收的图像数据进行删除。

更进一步地，所述摄像头模组通过系统端用户手动设定单次运行连续采集图像数据的组数，识别单元在接收到摄像头模组采集的图像数据后，对各图像数据的清晰度进行比对，根据比对结果选择图像数据中清晰度最佳的一组图像数据作为向分析模块发送的目标图像数据，图像数据的清晰度计算公式如下：

；

式中：

更进一步地，所述分析模块内部设置有子模块，包括：

刷新单元，用于分控分析模块刷新运行；

其中，所述刷新单元通过系统端用户手动控制对分析模块的刷新运行次数及频率进行设定，所述分析模块被刷新模块控制运行时，摄像头模组及识别单元跟随其同步运行获取糠醛渣图像数据，分析模块最后一次运行结束前对糠醛渣的本次产出量及产出时的湿度进行记载。

更进一步地，所述配置模块下级设置有子模块，包括：

储存单元，用于接收配置模块中完成配置的数据内容，对数据内容于内部储存；

共享单元，用于区分加工设备产出糠醛渣来源原料，对区分结果向储存单元中发送与储存单元中储存的数据内容进行进一步对应配置，完成配置的数据内容向加工设备发送完成共享；

其中，加工设备每次运行前，对当前所加工的原料进行区别判定，在完成判定后，于储存单元共享的数据内容中应用与区别判定结果相同的糠醛渣来源原料对应数据内容供预测模块运行使用。

更进一步地，系统运行通过确认模块切换工作状态，系统工作状态包括：初始运行状态及工作状态，确认模块确认的监测模块的可监测极值范围应用于系统的工作状态，系统初始运行状态下预测模块不参与系统运行，系统工作状态下确认模块不参与系统运行；

其中，系统初始运行状态下监测模块中的流量传感器、湿度传感器实时运行，对下料糠醛渣的流量及湿度进行监测。

更进一步地，所述确认模块在对监测模块的可监测极值范围进行确认时，获取系统初始运行状态下监测模块监测到的各组加工设备下料端产出糠醛渣的参数信息，并于参数信息中捕捉湿度最大及湿度最小的两组对应参数信息作为确认模块运行确认的监测模块可监测极值范围；

其中，确认模块确认的监测模块可监测极值范围供系统工作状态所使用。

更进一步地，所述预测模块在获取到与参数信息相同的数据内容后，将获取的数据内容作为预测结果数据向控制终端反馈，系统端用户实时于控制终端上对预测结果数据进行读取，在预测模块未获取到与参数信息相同的数据内容时，根据系统端用户手动选择控制加工设备停止运行且系统报错，或控制系统跳转至初始运行状态；

其中，所述预测模块运行时，在配置模块配置的数据内容中获取与参数信息相同的数据内容的过程中，参数信息与数据内容中存在的糠醛渣湿度数据相比处于±1.5摄氏度范围的参数信息，均被判定为与数据内容相同。

更进一步地，所述预测模块运行获取到的与参数信息相同的数据内容同步向存储单元发送，储存单元接收预测模块发送的数据内容后，分析数据内容中糠醛渣流量数据、湿度数据、图像纹理特征数据及图像数据糠醛渣的轮廓区域图像面积数据，在数据内容中分析的数据数值与参数信息中各数据数值相等时，对储存单元当前接收的预测模块发送的数据内容进行删除，在数据内容中分析的数据数值与参数信息中各数据数值不等时，存储单元对接收的数据内容进行储存。

更进一步地，所述控制终端通过介质电性连接有监测模块，所述监测模块下级通过介质电性连接有摄像头模组及识别单元，所述监测模块通过介质电性连接有分析模块，所述分析模块内部通过介质电性连接有刷新单元，所述分析模块通过介质电性与识别单元相连接，所述分析模块通过介质电性连接有计量模块及配置模块，所述配置模块下级通过介质电性连接有储存单元及共享单元，所述储存单元及共享单元通过介质电性与监测模块相连接，所述配置模块通过介质电性连接有确认模块，所述监测模块及配置模块通过介质电性与预测模块相连接，所述预测模块通过介质电性与储存单元相连接。

有益效果

采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明提供一种基于化工生产废料回收的视觉处理系统，该系统通过监测设备的部署能够自加工设备输出糠醛渣开始，对糠醛渣的实时状态进行监控，在对糠醛渣监控阶段，同时对糠醛渣的输出量、初始湿度、纹理特征及糠醛渣图像数据的分析，能够为系统提供充足、精准的数据用以后续的糠醛渣状态监控，从而在系统工作状态下，实现对糠醛渣实时含水量预测，以便于工作人员对糠醛渣进行数据化管理，为工作人员带来便利。

2、本发明中系统在运行过程中，工作人员操作状态下，系统可采用经过多次初始运行状态的阶段来实现系统运行数据的拓展，使得该系统能够适用于更大范围的不同初始含水量的糠醛渣视觉检测，以达到提供糠醛渣成型条件，系统的适用范围更广的目的。

3、本发明中系统能够通过设定来分辨糠醛渣产出原料，在系统运行阶段，即可根据加工设备所加工的原料种类来为系统配置不同的数据内容供系统运行，确认系统运行监测糠醛渣状态更加符合糠醛渣来源原料的属性，进一步提升该系统运行对糠醛渣视觉监测处理的准确性。

4、本发明中系统在运行过程中还进一步的通过对糠醛渣堆积图像数据的面积计量来进一步监测堆积糠醛渣整体的含水量，使得糠醛渣含水量监测能够得到更为直观的读取效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为基于化工生产废料回收的视觉处理系统的结构示意图；

图2为本发明中加工设备的基础工位概念展示示意图；

图中的标号分别代表：1、控制终端；2、监测模块；21、摄像头模组；22、识别单元；3、分析模块；31、刷新单元；4、计量模块；5、配置模块；51、储存单元；52、共享单元；6、确认模块；7、预测模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

本实施例的基于化工生产废料回收的视觉处理系统，如图1所示，包括：

控制终端1，是系统的主控端，用于发出执行命令；

监测模块2，用于实时监测加工设备下料端产出糠醛渣的参数信息；

分析模块3，用于接收监测模块2监测到的糠醛渣参数信息，分析糠醛渣参数信息中图像数据中的图像纹理特征；

计量模块4，用于计量分析模块3分析图像纹理特征时所用图像数据中糠醛渣的轮廓区域图像面积；

配置模块5，用于接收分析模块3及计量模块4运行所得数据内容，对两组数据内容相互配置；

确认模块6，用于确认监测模块2的可监测极值范围；

预测模块7，用于获取加工设备下料端产出糠醛渣阶段被监测模块2监测到的参数信息，在配置模块5配置的数据内容中获取与参数信息相同的数据内容；

其中，计量模块4跟随分析模块3同步运行。

在本实施例中，系统初始运行状态，控制终端1控制监测模块2运行实时监测加工设备下料端产出糠醛渣的参数信息，分析模块3后置运行接收监测模块2监测到的糠醛渣参数信息，分析糠醛渣参数信息中图像数据中的图像纹理特征，再由计量模块4计量分析模块3分析图像纹理特征时所用图像数据中糠醛渣的轮廓区域图像面积，并通过配置模块5接收分析模块3及计量模块4运行所得数据内容，对两组数据内容相互配置，最后确认模块6确认监测模块2的可监测极值范围；

在系统工作状态下，在配置模块5运行结束后跳转预测模块7运行，预测模块7运行获取加工设备下料端产出糠醛渣阶段被监测模块2监测到的参数信息，在配置模块5配置的数据内容中获取与参数信息相同的数据内容；

其中，分析模块3分析的糠醛渣图像数据中图像纹理特征包括：平均灰度、一致性、熵、相关性，并通过如下公式进行计算：

平均灰度：

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一致性：

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熵：

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相关性：

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式中：

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实施例2

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中基于化工生产废料回收的视觉处理系统做进一步具体说明：

监测模块2下级设置有子模块，包括：

摄像头模组21，用于采集加工设备下料端产出糠醛渣后，掉落堆积至地面的图像数据；

识别单元22，用于接收摄像头模组21采集的图像数据，在图像数据中识别清晰度最佳的一组图像数据向分析模块3发送；

其中，监测模块2由流量传感器、湿度传感器及摄像头模组21组成，流量传感器、湿度传感器及摄像头模组21跟随监测模块2同步运行在加工设备下料端产出糠醛渣时采集数据记作糠醛渣的参数信息，识别单元22在运行结束后对接收的图像数据进行删除。

通过上述监测模块2下级设置的子模块，能够为系统运行在获取糠醛渣实时状态数据提供基础的条件支持，并在获取糠醛渣图像数据后，进一步的对图像数据进行了筛选处理，以确保系统中应用图像数据运行的模块，运行结果更加精准。

如图1所示，摄像头模组21通过系统端用户手动设定单次运行连续采集图像数据的组数，识别单元22在接收到摄像头模组21采集的图像数据后，对各图像数据的清晰度进行比对，根据比对结果选择图像数据中清晰度最佳的一组图像数据作为向分析模块3发送的目标图像数据，图像数据的清晰度计算公式如下：

；

式中：

如图1所示，分析模块3内部设置有子模块，包括：

刷新单元31，用于分控分析模块3刷新运行；

其中，刷新单元31通过系统端用户手动控制对分析模块3的刷新运行次数及频率进行设定，分析模块3被刷新模块31控制运行时，摄像头模组21及识别单元22跟随其同步运行获取糠醛渣图像数据，分析模块3最后一次运行结束前对糠醛渣的本次产出量及产出时的湿度进行记载。

通过上述刷新单元31的设置可以对分析模块3进行分控，以便于工作人员操作系统时，对分析模块3更加便捷的管理，且由此可以使得系统的分析模块3于系统运行过程中可多次运行，从而具备对糠醛渣各阶段含水量检测相关数据获取的条件。

实施例3

在具体实施层面，在实施例1的基础上，本实施例参照图1所示对实施例1中基于化工生产废料回收的视觉处理系统做进一步具体说明：

配置模块5下级设置有子模块，包括：

储存单元51，用于接收配置模块5中完成配置的数据内容，对数据内容于内部储存；

共享单元52，用于区分加工设备产出糠醛渣来源原料，对区分结果向储存单元51中发送与储存单元51中储存的数据内容进行进一步对应配置，完成配置的数据内容向加工设备发送完成共享；

其中，加工设备每次运行前，对当前所加工的原料进行区别判定，在完成判定后，于储存单元51共享的数据内容中应用与区别判定结果相同的糠醛渣来源原料对应数据内容供预测模块7运行使用。

通过上述配置模块5的下级子模块的设置，能够对配置模块5中完成配置的数据内容进行储存，供系统中预测模块7运行所使用，并在进一步的由共享单元52来与加工设备进行交互，确保系统能够根据加工设备产出糠醛渣的来源原料进行不同的储存的数据内容的应用，以达到系统兼容的目的，使系统适用性更佳。

如图1所示，系统运行通过确认模块6切换工作状态，系统工作状态包括：初始运行状态及工作状态，确认模块6确认的监测模块2的可监测极值范围应用于系统的工作状态，系统初始运行状态下预测模块7不参与系统运行，系统工作状态下确认模块6不参与系统运行；

其中，系统初始运行状态下监测模块2中的流量传感器、湿度传感器实时运行，对下料糠醛渣的流量及湿度进行监测。

通过上述设置，使得系统运行更具逻辑性，确保系统在初始运行状态下运行获取的数据内容能够供系统工作状态下运行所使用，以便于糠醛渣的实时状态能够被系统所监测。

如图1所示，确认模块6在对监测模块2的可监测极值范围进行确认时，获取系统初始运行状态下监测模块2监测到的各组加工设备下料端产出糠醛渣的参数信息，并于参数信息中捕捉湿度最大及湿度最小的两组对应参数信息作为确认模块6运行确认的监测模块2可监测极值范围；

其中，确认模块6确认的监测模块2可监测极值范围供系统工作状态所使用。

通过该设置可确定系统对于糠醛渣的视觉检测的可用范围，并由此提供系统一定程度的协调能力，使系统能够尽可能的适用于任意含水量的糠醛渣的视觉检测及处理。

如图1所示，预测模块7在获取到与参数信息相同的数据内容后，将获取的数据内容作为预测结果数据向控制终端1反馈，系统端用户实时于控制终端1上对预测结果数据进行读取，在预测模块7未获取到与参数信息相同的数据内容时，根据系统端用户手动选择控制加工设备停止运行且系统报错，或控制系统跳转至初始运行状态；

其中，预测模块7运行时，在配置模块5配置的数据内容中获取与参数信息相同的数据内容的过程中，参数信息与数据内容中存在的糠醛渣湿度数据相比处于±1.5摄氏度范围的参数信息，均被判定为与数据内容相同。

通过该设置对预测模块7进行进一步的设置，使得预测模块7在运行时的判定范围得到确定，以确保更加稳定的对参数信息与数据内容进行相同判定。

如图1所示，预测模块7运行获取到的与参数信息相同的数据内容同步向存储单元51发送，储存单元51接收预测模块7发送的数据内容后，分析数据内容中糠醛渣流量数据、湿度数据、图像纹理特征数据及图像数据糠醛渣的轮廓区域图像面积数据，在数据内容中分析的数据数值与参数信息中各数据数值相等时，对储存单元51当前接收的预测模块7发送的数据内容进行删除，在数据内容中分析的数据数值与参数信息中各数据数值不等时，存储单元51对接收的数据内容进行储存。

通过该设置能够使得储存单元51中储存的数据内容更快充盈，以便于系统运行由储存单元51提供的数据内容更加充沛。

如图1所示，控制终端1通过介质电性连接有监测模块2，监测模块2下级通过介质电性连接有摄像头模组21及识别单元22，监测模块2通过介质电性连接有分析模块3，分析模块3内部通过介质电性连接有刷新单元31，分析模块3通过介质电性与识别单元22相连接，分析模块3通过介质电性连接有计量模块4及配置模块5，配置模块5下级通过介质电性连接有储存单元51及共享单元52，储存单元51及共享单元52通过介质电性与监测模块2相连接，配置模块5通过介质电性连接有确认模块6，监测模块2及配置模块5通过介质电性与预测模块7相连接，预测模块7通过介质电性与储存单元51相连接。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。