理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0020]实施例1
如图3、4所示，一种烧结机台车布料量检测装置，包括设置在烧结机台车上方的采像装置4和激光束投射器6，所述激光束投射器6的投射方向垂直于料面2，激光束投射器6投射形成的激光束投影7与台车侧板5垂直，所述采像装置4的光轴轴线与激光束投射器6的投射方向成一定锐角；在本实施例中，所述的激光束投射器6为结构光投射器,投射形成的激光束投影7为具有一定宽度的长条形投影线，结构光投射器将一定形式的结构光垂直投于料面2的表面，形成可见的特征。
[0021]以烧结机台车的运行方向为正方向，在本发明中采像装置4即可装设于激光束投射器6的上游位置，也可位于下游位置，在本实施例中，所述采像装置4位于激光束投射器6的下游，所述采像装置4的光轴轴线与激光束投射器6投射方向的夹角α为10° ~80°，使采像装置4清晰完整采集到投射在料面2上的激光束投影7。
[0022]另外，在本发明中，由于台车宽度较宽，通常在5.5米左右，而采像装置4的安装高度和满足清晰度的需要不能安装太高，因此，单一的采像装置4可能无法采集到完整的布料量图像，因此在本实施例中，所述采像装置4共有多台，多台所述的采像装置4在烧结机台车的宽度方向上顺次排列，这样所有的采像装置4组合在一起就能完整的采集到烧结机宽度上全部料面，在此情况下，为了后续图像处理能够顺利拼合，要使每个采像装置4所获取的带有激光束投影7的料面图像边缘，与相邻的采像装置4所获取的料面图像边缘，有一定量的重叠。
[0023]考虑到实际应用中，自动控制需要对台车本身进行识别，在本发明中，该烧结机台车布料量检测装置还包括台车边界采像装置8和边界识别辅助光源9，所述边界识别辅助光源9的光线照明位置与台车侧板的交界缝隙相对应，台车边界采像装置8采集图像的位置与边界识别辅助光源9的光线照明位置相配合。台车边界采像装置8可以单独安装，也可以与直接利用位于台车侧边的采像装置4，边界识别辅助光源9投射到台车侧板的交界缝隙位置，使台车边界图像采像装置可以清晰采集到运行中各台车侧板的交界缝隙。图像识别运算控制器安装在附近或其它任意合适的场合，采像装置4及台车边界采像装置8的输出信号通过视频电缆连接到图像识别运算控制器的视频输入端，将拍摄到的图像送入图像识别运算控制器。
[0024]一种烧结机台车布料量检测方法，包括以下步骤:
SI:以垂直于料面2的方向投射一道激光束，使激光束形成的激光束投影7与台车侧板
5垂直。
[0025]S2:从激光束的侧面采集料面2上包含了激光束投影7的布料量图像。
[0026]S2.5:将多个部分布料量图像拼合成为一个完整布料量图像的步骤；
在本实施例中，由于布料后部与平整料堆装置之间的空间位置有限，安装图像采集4的位置相对于台车料面2位置距离较近，图像采集4所使用的普通摄像机，单一台摄像机视觉受限不能覆盖到整个台车所有料面，为此采用多个图像采集4装置进行分布式图像采集，从而使摄像机视觉能够覆盖整个台车上的所有料面分布。基于分布式图像采集的台车料面图像，通过图像相邻图像的区域性质(空间域，频域)和局部特征性质(轮廓，角点，尺度不变特征)，从而确定图像之间的重叠部分位置，然后确定图像之间的变换关系，最后进行图像的拼接和拼缝融合。
[0027]在本实施例中，我们通过基于轮廓特征的方法对分布式采集的台车料面图像进行拼接；
S3:对最终完整的布料量图像进行处理，增强激光束投影7的特征；
第一步，由于激光束投影7本身的亮度模式，为了更方便地处理图像，将布料量图像从RGB三通道的彩色图像转换为灰度单通道图像；
第二步，由于现场环境复杂，图像在采集和传输过程中会产生大量噪声，为了保证图像特征边缘的高对比性，利用滤波算法对灰度单通道图像进行图像平滑，去噪处理；
第三步，为了适应光照的变化所带来的图像亮度的变化，对滤波后的图像进行灰度直方图均衡化处理，并使用图像阈值算法进行图像二值化； 第四步，根据对台车料面图像的分析，激光束投影7的特征部分由于衍射的原因，会造成越靠近两边的部分越发散的现象，会造成激光束投影7的检测误差；因此对二值化后的图像通过多次迭代使用形态学中的腐蚀运算和膨胀运算处理，对图像进行强化，获得更好的激光束投影7的特征。
[0028]S4:台车布料量图像经图像增强之后，需要对图像做进一步的分析，从而获取有效的料面特征信息。由于料面2的表面会产生漫反射现象，所以激光束投影7在物料表面的高亮区域会产生虚像的现象。在图像增强的过程中，已经对图像的噪声进行了处理，但图像中仍然在激光束投影7的周边产生虚影的现象，若将这些虚像及干扰区域提取为激光束投影7特征进行计算，会对后续的计算产生较大的误差影响。因此，在本发明中，通过中心线提取算法，获取激光束投影7的中心线的点集。
[0029]S5:通过中心线的点集坐标，结合采集布料量图像的装置以及投射激光束投影7的装置的初始安装位置，计算得到激光束投影7所在的料面2各个位置的高度；在换算高度时，需要考虑到，经过采集和处理后的激光束投影7的中心线的点集，是在摄像机二维成像平面上的，进一步需要将这些特征点精确的转换到空间三维坐标中，从而可以还原台车布料料面的三维分布情况；
在本发明中通过设置两个坐标系进行换算，设摄像机坐标系为OXYZ和世界参考坐标系为 O’ V Y’ V,
摄像机坐标系为OXYZ中，以成像画面上的某一点为原点0，X为成像画面上的横坐标，Y为成像画面上的纵坐标，Z为采像装置4的光轴轴线，即垂直于成像画面的坐标；
世界参考坐标系为O’ V Y’ Z’中，以台车底部I的某点为原点O’，烧结机台车的宽度方向为V坐标，烧结机台车的运行方向为Y’坐标，烧结机台车的高度方向为V坐标；
通过上面各步骤，烧结机生产运行过程中连续不间断的料面高度数据，且根据台车实时运行速度的信息的计算，控制系统进行三维图像合成，得到整个烧结机台车的料面三维数据；根据合成后的三维料面图像计算后得到料面形状、料面各高低点深度等参数。根据烧结料底部烧结机台车的形状，计算得到实时料面范围下的烧结料总体积，根据该断面烧结料总体积可以得到烧结布料的实时平均高度和重量。
[0030]将计算机合成后的三维料面整体图像，根据预先设定好的布料阀门的布料范围和烧结料底部烧结机台车的形状，计算得到各划分料面范围下的实时烧结料体积，根据各划分料面范围下的实时烧结料体积，可以得到各划分范围烧结料的平均高度和重量，进一步计算就可以得到各布料阀门的实时布料流量，从而根据需要输出各布料阀门的控制参数信息，最终实现对多个布料阀门的实时烧结料排出量进行精确控制，提高烧结机布料料面的质量和目标控制精度。
[0031]在本技术方案的实施例中通过以下步骤的检测及运算，最终实现烧结机台车布料料面的检测控制。
[0032]在本实施例中，为了简化说明选择了单条红外激光条作为线性结构光，通过安装在料面上方的激光发射器，向下方移动的料面发射出一个垂直于下方料面的光平面，在烧结机台车物料横向截面的上表面形成一条线状投影，此时光轴中心与投射光平面成一夹角安装的图像采集装置获取到的是一个二维曲线，通过在该曲线上采样获取特征点，在三维空间上对料面的剖面进行映射计算，根据台车实时运行速率，重构出料面的三维分布情况。
[0033]1.设定装置检测参数
第一步，设置装置检测料面分区范围，根据烧结机布料闸门数量和宽度，设置对应的料面分区数量和每个分区的宽度。
[0034]第二步，设置物料堆比重数值，堆比重单位为t/m3，可设置数值范围参考值为1.000~3.000 ；
第三步，设置累积量计算时间，累