專利名稱：一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法。
背景技術(shù)：
終點(diǎn)控制是IS氧精煉(Argon-Oxygen Decarburization, AOD )中低碳鉻鐵合金末期的重要操作，其目的是對爐口的終點(diǎn)碳和鐵水溫度進(jìn)行控制，使兩者同時(shí)達(dá)到出鐵的要求。目前，我國AOD法精煉低碳鉻鐵合金普遍采用經(jīng)驗(yàn)法，即人工看火法。該方法隨機(jī)性強(qiáng)，對冶煉工的操作水平依賴大，終點(diǎn)命中率不穩(wěn)定，冶煉中經(jīng)常要回爐吹煉，造成生產(chǎn)成本提高，資源浪費(fèi)。目前，副槍檢測和質(zhì)譜儀的引入在提高冶煉自動(dòng)化水平和終點(diǎn)命中率方面取 得了相當(dāng)大的進(jìn)展，但這種方法成本高、投資大，無法在中小型冶煉設(shè)備上普及應(yīng)用。1997年后，國外逐漸出現(xiàn)了以紅外激光穿透爐口爐氣的方法測量爐氣成分，并出現(xiàn)了用于終點(diǎn)控制的光學(xué)傳感器。這種方法適合低碳檢測，但由于光學(xué)傳感器工作地點(diǎn)離爐口較近，導(dǎo)致儀器壽命受到挑戰(zhàn)。進(jìn)入21世紀(jì)后，國內(nèi)提出了通過爐口輻射的光強(qiáng)度和圖像信息提取特征值的技術(shù)作為判斷終點(diǎn)的依據(jù)，但實(shí)驗(yàn)中的預(yù)測精度不盡人意。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法，該方法是一種基于機(jī)器視覺的AOD爐終點(diǎn)支持向量機(jī)預(yù)測方法，由機(jī)器視覺系統(tǒng)對冶煉中低碳鉻鐵后期AOD爐爐口火焰特征進(jìn)行識別和提取,利用支持向量機(jī)(Support Vector Machine, SVM)建立終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型，識別冶煉結(jié)束與否，最終確定冶煉終點(diǎn)。該方法能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)終點(diǎn)。本發(fā)明之方法包括以下具體步驟(一)、基于機(jī)器視覺的火焰特征提取(I)、圖像采集系統(tǒng)的構(gòu)成圖像采集系統(tǒng)是由光學(xué)圖像傳感器CCD攝像機(jī)、圖像采集卡和工控機(jī)組成，CCD攝像機(jī)的圖像信息通過同軸電纜送至工控機(jī)上的圖像采集卡，圖像采集卡將視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入工控機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字處理、圖像顯示和預(yù)測分析。CCD攝像機(jī)將AOD爐爐口火焰的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，圖像采集卡將CCD攝像機(jī)輸出的模擬信號經(jīng)過采樣、離散后存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)，并把每個(gè)采樣點(diǎn)的灰度轉(zhuǎn)換成O 255的灰度級，按順序存入緩沖寄存器，計(jì)算機(jī)經(jīng)緩沖寄存器對每個(gè)像素進(jìn)行訪問。(2)、特征選擇終點(diǎn)控制的基本要求是在吹煉結(jié)束時(shí)，鐵水中的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到出爐的要求，AOD爐冶煉中低碳鉻鐵后期，由于爐內(nèi)碳將耗盡，碳氧反應(yīng)趨于平緩，爐口火焰變化緩慢，顏色發(fā)黃變軟；通過火焰有效灰度G1 )、高溫區(qū)域灰度G2 )、火焰有效面積G3 )、高溫區(qū)域面積()可以對火焰特征做出快速的描述，用[-1，I]描述冶煉終點(diǎn)達(dá)到與否。(2-1)火焰有效灰度(U
通過實(shí)驗(yàn)研究確定火焰有效灰度的閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為有效火焰區(qū)域。(2-2)高溫區(qū)域灰度G2)通過實(shí)驗(yàn)確定高溫區(qū)域灰度閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為火焰高溫區(qū)域。(2-3)火焰有效面積G3)火焰面積的計(jì)算公式為
權(quán)利要求
1.一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法，該方法是由機(jī)器視覺系統(tǒng)對冶煉中低碳鉻鐵后期AOD爐爐口火焰特征進(jìn)行識別和提取，利用支持向量機(jī)建立終點(diǎn)預(yù)報(bào)模型，識別冶煉結(jié)束與否，最終確定冶煉終點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法，該方法包括以下具體步驟 (一)、基于機(jī)器視覺的火焰特征提取 (1)、圖像采集系統(tǒng)的構(gòu)成 圖像采集系統(tǒng)是由光學(xué)圖像傳感器CCD攝像機(jī)、圖像采集卡和工控機(jī)組成，CCD攝像機(jī)的圖像信息通過同軸電纜送至工控機(jī)上的圖像采集卡，圖像采集卡將視頻信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，送入工控機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)字處理、圖像顯示和預(yù)測分析；(XD攝像機(jī)將AOD爐爐口火焰的光信號轉(zhuǎn)化為電信號，圖像采集卡將CCD攝像機(jī)輸出的模擬信號經(jīng)過采樣、離散后存儲在計(jì)算機(jī)內(nèi)，并把每個(gè)采樣點(diǎn)的灰度轉(zhuǎn)換成O 255的灰度級，按順序存入緩沖寄存器，計(jì)算機(jī)經(jīng)緩沖寄存器對每個(gè)像素進(jìn)行訪問； (2)、特征選擇 終點(diǎn)控制的基本要求是在吹煉結(jié)束時(shí)，鐵水中的化學(xué)成分和溫度同時(shí)達(dá)到出爐的要求，AOD爐冶煉中低碳鉻鐵后期，由于爐內(nèi)碳將耗盡，碳氧反應(yīng)趨于平緩，爐口火焰變化緩慢，顏色發(fā)黃變軟；通過火焰有效灰度G1 )、高溫區(qū)域灰度G2)、火焰有效面積G3 )、高溫區(qū)域面積(厶)可以對火焰特征做出快速的描述，用[-1，I]描述冶煉終點(diǎn)達(dá)到與否；(2-1)火焰有效灰度G1) 通過實(shí)驗(yàn)研究確定火焰有效灰度的閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為有效火焰區(qū)域。
(2-2)高溫區(qū)域灰度G2) 通過實(shí)驗(yàn)確定高溫區(qū)域灰度閾值，像素灰度高于這一閾值的部分視為火焰高溫區(qū)域； (2-3 )火焰有效面積(;3 ) 火焰面積的計(jì)算公式為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氬氧精煉鐵合金冶煉終點(diǎn)預(yù)測方法，本發(fā)明針對AOD爐冶煉中低碳鉻鐵合金工藝過程終點(diǎn)判別依靠人工看火操作的難題，提出了利用機(jī)器視覺技術(shù)模擬傳統(tǒng)的人工看火過程進(jìn)行終點(diǎn)判別的方法；本發(fā)明利用灰度級提取AOD爐口火焰特征，采用支持向量機(jī)(SVM)算法實(shí)現(xiàn)圖像特征的訓(xùn)練和測試；采用機(jī)器視覺技術(shù)提取火焰圖像特征并與支持向量機(jī)結(jié)合的方法能夠有效識別冶煉終點(diǎn)，并具有較好的識別精度。
文檔編號G06K9/62GK102968644SQ201210476579
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者韓順杰, 馬海濤, 尤文, 江虹 申請人:長春工業(yè)大學(xué)