1.一种安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,包括步骤:
采集铁水包口区域的图像,并对图像进行预处理;
对图像内的包壁、铁水和铁水渣进行识别,以基于识别结果在图像上划分出:近包壁区、扒渣减速区、流渣口区和快速扒渣区,其中扒渣减速区为毗邻近包壁区且位于近包壁区内侧的区域,快速扒渣区与扒渣减速区毗邻并位于其内侧;并且基于识别结果,确定铁水渣在图像中的位置;在对图像进行分区的基础上,制定扒渣策略:扒渣头在扒渣过程中不进入包壁区,在快速扒渣区快速扒渣,在扒渣减速区减速,在流渣口区抬高以防止碰撞到扒渣口;并且在所述扒渣策略下,基于铁水渣在图像中的位置,寻找出最优扒渣路径,所述最优扒渣路径为扒渣时间与扒渣量的比值最小的路径;
在自动扒渣过程中,控制扒渣头执行扒渣策略并按照所述最优扒渣路径进行扒渣。
2.如权利要求1所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,所述图像包括:可见光图像、红外图像和远红外图像的其中之一。
3.如权利要求1所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,在对图像进行预处理时,将图像转换为灰度图;然后对灰度图进行图像增强、二值化和去噪声处理。
4.如权利要求1所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,在对图像进行识别时,采用改进的动态阈值法识别铁水渣,其中:当某一像素点的灰度值小于max(g)时,则将该像素点记为0并判断为铁水渣,其中max(g)=α×(max(w1×w2×(u1-u2)×(u1-u2)));式中α表示调节系数,其表示噪音和干扰对图像的影响,其取值范围为0<α≤1,当没有干扰和噪音时,α的值取1;当有噪音和干扰时,噪音和干扰越大,α的取值越小;w1表示图像中的前景点数占图像的比例;w2表示背景点数占图像的比例;u1表示前景平均灰度;u2表示背景平均灰度;g表示前景和背景间的方差。
5.如权利要求1所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,所述最优扒渣路径的模型为:
其中,opm(slag,t)表示最优扒渣路径,si表示有渣区域单个像素的面积,n表示扒渣头走过的区域内作为铁水渣的像素点的个数总和;t表示单次扒渣时间。
6.如权利要求1-5中任意一项所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣方法,其特征在于,还包括:基于启动条件启动吹气赶渣装置,以将分散的铁水渣聚集在一起;所述启动条件为:识别出的铁水渣量slag%小于设定的吹气赶渣启动阈值slaga%,其中铁水渣量采用图像内铁水渣所占的面积比例来表征。
7.一种安全可靠的铁水预处理自动扒渣系统,其特征在于,包括:
扒渣装置,其用于执行扒渣动作;
图像采集装置,其采集铁水包口区域的图像;
存储模块,其存储图像采集装置传输的图像;
图像识别模块,其对存储模块中存储的图像进行预处理后,对图像内的包壁、铁水和铁水渣进行识别;
扒渣策略模块,其基于图像识别模块的识别结果在图像上划分出:近包壁区、扒渣减速区、流渣口区和快速扒渣区,其中扒渣减速区为毗邻近包壁区且位于近包壁区内侧的区域,快速扒渣区与扒渣减速区毗邻并位于其内侧;并且在对图像进行分区的基础上,制定扒渣策略;
路径优化模块,其基于图像识别模块的识别结果,确定铁水渣在图像中的位置,并寻找出最优扒渣路径,所述最优扒渣路径为扒渣时间与扒渣量的比值最小的路径;
控制模块,其控制扒渣装置执行扒渣策略并按照所述最优扒渣路径进行扒渣。
8.如权利要求7所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣系统,其特征在于,所述图像采集装置包括可见光摄像机、红外摄像机以及远红外摄像机的其中之一。
9.如权利要求7所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣系统,其特征在于,所述扒渣装置上还设有传感器或编码器,所述传感器或编码器与控制模块连接,以将检测到的扒渣装置的位移量传输给控制模块。
10.如权利要求7-9中任意一项所述的安全可靠的铁水预处理自动扒渣系统,其特征在于,还包括吹气赶渣装置,其与控制模块连接,所述控制模块基于启动条件启动吹气赶渣装置,以将分散的铁水渣聚集在一起;所述启动条件为:识别出的铁水渣量slag%小于设定的吹气赶渣启动阈值slaga%,其中铁水渣量采用图像内铁水渣所占的面积比例来表征。