一种基于标签识别的台车识别方法、系统及存储介质与流程

1.本发明涉及工业物联网应用技术领域，特别地，涉及一种基于标签识别的台车识别方法、系统及存储介质。


背景技术：

2.烧结台车是一种适用于大型冶金烧结厂的烧结作业中，将烧结矿原料进行造块，得到用于高炉冶炼的成品矿的重要组成设备。在实际作业过程中，通常由多台相同的烧结台车首尾相连组成，并在烧结机的台车行驶轨道上作循环运行，保证整个烧结冶金环节的可靠运行。
3.在实际烧结生产过程中，烧结台车需要经受高温、重载、粉尘、气流冲刷以及水冲淋等恶劣环境，很容易出现烧结台车掉轮、篦条脱落、篦条上的烧结矿糊堵等问题，从而导致烧结台车卡在倾翻弯轨内，造成设备事故停产，严重影响烧结生产的正常进行。因此，在烧结台车的工作过程中，通常需要及时掌握并记录每台烧结台车的工作状态及变化情况，如监测出现上述问题的烧结台车中相应组件的工作情况，以便在出现问题或预测出现问题时，能够及时做出相应措施，避免更严重的事故。而在该过程中，准确识别处于运行状态下的若干烧结台车，成为相应烧结台车状态诊断及其关联控制的重要环节。
4.目前，台车编号区分是基于每一辆烧结台车带有自身钢印号，采用钢印号和铭牌进行图像识别的方式确定每一个车轮的定位信息，但是采用此种方式，编号铭牌和工业相机之间不能有任何遮挡物，编号铭牌、相机镜头使用过程中容易覆盖灰尘或污损，导致图像识别失效，导致难以准确定位台车位置信息。


技术实现要素：

5.本发明提供的基于标签识别的台车识别方法，解决了现有的受烧结台车工作环境的影响，难以准确定位台车位置信息的技术问题。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
7.一种基于标签识别的台车识别方法，包括步骤：s1，在台车行进的过程中，获取当前的计时时间窗口；s2，判断当前的计时时间窗口是否有效；s31，在当前的计时时间窗口有效时，返回步骤s101；s32，在当前的计时时间窗口无效时，获取识别设备当前读取到的当前标签数据中的新进识别标签；s4，将新进识别标签确定为目标识别标签，并启动新的计时时间窗口的计时；s5，根据识别设备的预设位置信息，关联目标识别标签对应的车轮编号的位置信息。
8.进一步地，步骤s32包括：s321，在当前的计时时间窗口无效时，获取识别设备历史读取并缓存的缓存标签数据，以及获取识别设备当前读取到的当前标签数据；s322，根据当前标签数据和缓存标签数据，判断当前标签数据是否存在新进识别标签；s323，若当前标签数据存在新进识别标签时，则获取当前标签数据中的新进识别标签。
9.进一步地，还包括步骤：s301，判断识别设备的当前发射功率是否达到目标发射功
率；s302，若识别设备的当前发射功率达到目标发射功率时，维持识别设备的工作状态；s303，若识别设备的当前发射功率未达到目标发射功率时，调整识别设备的单位发射功率，并返回步骤s301。
10.进一步地，步骤s301包括：s3011，根据缓存标签数据，判断缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数是否一致；s3012，若缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数一致时，则判断缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度是否达到预设标签信号强度；s3013，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度达到预设标签信号强度时，则判断识别设备的发射功率达到目标发射功率。
11.进一步地，还包括步骤：s3014，若缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数不一致时，则调整识别设备的发射功率，并进入步骤s303；s3015，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度未达到预设标签信号强度时，则调整识别设备的发射功率，进入步骤s303。
12.进一步地，还包括步骤：采用公式计算得到计时时间窗口的时长，其中l为沿烧结台车工作方向相邻的两个台车车轮的间距，v为烧结台车的实时运行速度，k为识别计时时间窗口的调整值。
13.进一步地，在步骤s4之后还包括：s1061，获取目标识别标签对应的车轮编号的历史排序序号；s1062，根据识别设备读取的新进识别标签的时间顺序对目标识别标签对应的车轮编号进行排序形成当前排序序号；s1063，判断目标识别标签对应的车轮编号的当前排序序号和历史排序序号是否一致；s1064，在当前排序序号和历史排序序号一致时，进入步骤s5。
14.进一步地，在当前排序序号和历史排序序号不一致时，将目标识别标签对应的车轮编号的历史排序序号更新为当前排序序号，进入步骤s5。
15.本发明还提供一种基于标签识别的台车识别系统，识别系统包括设于台车行驶轨道侧向的识别设备以及设于台车的台车车轮上的识别标签，识别标签的识别标识与台车车轮一一对应布设，还包括存储器、处理器、以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述的基于标签识别的台车识别方法。
16.本发明还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于标签识别的台车识别方法。
17.本发明具有以下有益效果：
18.本发明的基于标签识别的台车识别方法，首先判断计时时间窗口是否有效，在计时时间窗口无效的情况下，获取识别设备当前读取到的当前标签数据中的新进识别标签，以每一次的新进识别标签为目标识别标签，获取目标识别标签对应的目标车轮编号，在控制每一次新进识别标签为一个识别标签时，单次只能获取一个目标车轮编号，并启动新的计时时间窗口的计时，关联确定目标车轮编号运行到了识别装置的位置，进而便于唯一确定每一次经过识别装置的目标车轮编号对应的目标台车车轮，解决了现有的受烧结台车工作环境的影响，难以准确定位台车位置信息的技术问题。
19.除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
21.图1是本发明一个实施例中的基于标签识别的台车识别方法的流程图；
22.图2是本发明一个实施例中的烧结系统的结构示意图；
23.图3是本发明一个实施例中的识别设备的功率调整的流程图。
具体实施方式
24.以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由下述所限定和覆盖的多种不同方式实施。
25.图1是本发明一个实施例中的基于标签识别的台车识别方法的流程图；图2是本发明一个实施例中的烧结系统的结构示意图；图3是本发明一个实施例中的识别设备的功率调整的流程图。
26.如图1所示，本发明提供一种基于标签识别的台车识别系统，烧结系统包括设于台车行驶轨道侧向的识别设备以及设于烧结台车的台车车轮上的识别标签，识别标签与台车车轮一一对应布设，识别标签由耐高温材料制成且存储有相应的台车参数信息，台车参数信息包括车轮编号，识别设备用于读取其功率范围内对应的所有的识别标签，还包括存储器、处理器、以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现下述的基于标签识别的台车识别方法。
27.可以理解地，烧结机由n个烧结台车首尾相连拼接形成，每个烧结台车设有前后两组台车车轮，相邻的两组台车车轮的轮间距为l，每一个台车车轮上识别标签，识别标签内存储有与台车车轮一一对应的识别标识，以使每一个台车车轮都具备了唯一性id；台车行驶轨道的两侧均安装识别设备，既能够对两侧的台车车轮分别定位，并且当某一侧台车车轮掉落或者标签缺失后，相对一侧的台车车轮标签识别正常也不影响车轮运行定位功能。
28.请参考图2，本发明提供一种基于标签识别的台车识别方法，包括步骤：s1，在台车行进的过程中，获取当前的计时时间窗口；s2，判断当前的计时时间窗口是否有效；s31，在当前的计时时间窗口有效时，返回步骤s101；s32，在当前的计时时间窗口无效时，获取识别设备当前读取到的当前标签数据中的新进识别标签；s4，将新进识别标签确定为目标识别标签，并启动新的计时时间窗口的计时；s5，根据识别设备的预设位置信息，关联目标识别标签对应的车轮编号的位置信息。
29.本发明的基于标签识别的台车识别方法，首先判断计时时间窗口是否有效，在计时时间窗口无效的情况下，获取识别设备当前读取到的当前标签数据中的新进识别标签，以每一次的新进识别标签为目标识别标签，获取目标识别标签对应的目标车轮编号，并启动新的计时时间窗口的计时，关联确定目标车轮编号运行到了识别装置的位置，进而便于确定每一次经过识别装置的目标车轮编号对应的目标台车车轮，解决了现有的受烧结台车工作环境的影响，难以准确定位台车位置信息的技术问题
30.可以理解地，可以设置计时时间窗口为节能时间窗口，在计时时间窗口有效时，识别设备等待工作直至计时时间窗口无效，以提高识别设备和识别标签的使用寿命和响应速度。
31.可以理解地，本发明中，通过在读取新进识别标签之前自适应调整识别设备的发射功率，以使新进识别标签的数量为一个，进而保证每一次读取新进识别标签的准确性。
32.进一步地，s321，在当前的计时时间窗口无效时，获取识别设备历史读取并缓存的缓存标签数据，以及获取识别设备当前读取到的当前标签数据；s322，根据当前标签数据和缓存标签数据，判断当前标签数据是否存在新进识别标签；s323，若当前标签数据存在新进识别标签时，则获取当前标签数据中的新进识别标签。本发明中，通过比较当前标签数据和缓存标签数据，在当前标签数据的识别标签的个数大于缓存标签数据的识别标签个数时，确定当前标签数据是否存在新进识别标签。
33.可以理解地，缓存标签数据可以是缓存一段时间内的多帧数据，也可以是缓冲一个时间点的单帧数据，进而通过当前标签数据与缓存标签数据判断是否存在新进识别标签
34.进一步地，还包括步骤：s301，判断识别设备的当前发射功率是否达到目标发射功率；s302，若识别设备的当前发射功率达到目标发射功率时，维持识别设备的工作状态；s303，若识别设备的当前发射功率未达到目标发射功率时，调整识别设备的单位发射功率，并返回步骤s301。
35.更优地，本发明中，在当前的计时时间窗口无效时，判断识别设备的当前发射功率是否达到当前目标发射功率；若识别设备的当前发射功率达到当前目标发射功率时，则获取识别设备当前读取到的当前标签数据，获取识别设备历史读取并缓存的缓存标签数据。可以理解地，由于烧结台车的工作环境恶劣，烧结台车的每个台车车轮在经过识别设备时，车轮温度以及当前粉尘密度均不一致，识别设备在不同的温度、不同的粉尘密度等情况下，读取到的标签数量为不同，为了提高识别设备每次读取识别标签的一致性，在正确读取识别标签之前，调整识别设备的发射功率，若识别设备的当前发射功率达到当前目标发射功率时，则获取识别设备当前读取到的当前标签数据，获取识别设备历史读取并缓存的缓存标签数据。
36.请参考图3，进一步地，步骤s301包括：s3011，根据缓存标签数据，判断缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数是否一致；s3012，若缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数一致时，则判断缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度是否达到预设标签信号强度；s3013，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度达到预设标签信号强度时，则判断识别设备的发射功率达到目标发射功率。可选地，预设标签个数可以是一个识别标签，也可以是两个识别标签、三个识别标签等数量。在本发明中，为了提高识别设备每一次识别的准确性，提高识别设备识别的一致性，预设标签个数为两个识别标签。
37.进一步地，还包括步骤：s3014，若缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数不一致时，则调整识别设备的发射功率，并进入步骤s303；s3015，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度未达到预设标签信号强度时，则调整识别设备的发射功率，进入步骤s303。
38.进一步地，s3014，若缓存标签数据中的识别标签的个数与预设标签个数不一致时，则调整识别设备的发射功率，并进入步骤s303；s3015，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度未达到预设标签信号强度时，则调整识别设备的发射功率，进入步骤s303。
39.更优地，s303具体包括：若缓存标签数据中的识别标签的个数小于预设标签个数时，增强识别设备的功率，并返回步骤s301；若缓存标签数据中的识别标签的个数大于预设
标签个数时，减弱识别设备的功率，并返回步骤s301；若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度小于达到预设标签信号强度，增强识别设备的功率，并返回步骤s301；若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度大于达到预设标签信号强度，保持识别设备的功率不变或者增强识别设备的功率，并返回步骤s301。具体地，在本实施例中，若缓存标签数据中的识别标签的标签信号强度大于达到预设标签信号强度，保持识别设备的功率不变，进而保证识别设备的发射功率，提高数据标签的识别效率。
40.本发明的基于标签识别的台车识别方法，在计时时间窗口有效的情况下，首先通过判断标签数据缓冲区内的识别标签的识别标签的个数与预设标签个数的相关关系对识别设备的发射功率进行第一次自适应调节，使标签数据缓冲区内的识别标签的个数与预设标签个数一致；然后通过判断标签数据缓冲区内的识别标签的信号强度值与预设强度值的相关关系对识别设备的发射功率进行第二次自适应调节，使标签数据缓冲区内的识别标签的信号强度值在预设强度值范围内；提高了识别设备识别时的一致性，进而在当前计时时间窗口的剩余时间内获取识别设备读取的新进识别标签为目标识别标签后，关联确定目标识别标签对应的车轮标号运行到了识别装置的位置，进而便于唯一确定每一次经过识别装置的台车车轮，解决了现有的难以受烧结台车工作环境的影响，难以准确定位台车位置信息的技术问题。
41.进一步地，采用公式计算得到计时时间窗口的时长，其中l为沿烧结台车工作方向相邻的两个台车车轮的间距，v为烧结台车的实时运行速度，k为识别计时时间窗口的调整值。可选地，计时时间窗口的调整值k的范围为3至6s。
42.进一步地，在步骤s4之后还包括：s1061，获取目标识别标签对应的车轮编号的历史排序序号；s1062，根据识别设备读取的新进识别标签的时间顺序对目标识别标签对应的车轮编号进行排序形成当前排序序号；s1063，判断目标识别标签对应的车轮编号的当前排序序号和历史排序序号是否一致；s1064，在当前排序序号和历史排序序号一致时，进入步骤s5。
43.进一步地，在当前排序序号和历史排序序号不一致时，将目标识别标签对应的车轮编号的历史排序序号更新为当前排序序号，进入步骤s5。
44.可选地，烧结系统还包括设于识别设备前方的检测设备，检测设备用于检测台车的工作状态，检测设备与识别设备之间的距离为d，烧结台车识别方法还包括步骤：在检测设备检测到烧结台车故障时，根据目标识别标签对应的车轮编号的位置信息、检测设备与识别设备之间的距离、沿台车工作方向相邻的两个台车车轮的间距。
45.请再次参考图1和图2，本发明提供的基于标签识别的台车识别方法的技术构思和有益效果如下：
46.技术构思：烧结台车两侧的识别设备通过发出射频信号对无源耐高温标签产生感应电流，从而实现非接触式数据通信来读取标签id。但是该方法通信时因射频信号是扩散辐射状态，甚至还有射频信号在物体上的反射接收，所以现有射频识别技术会在台车运行的某一位置读取到多个车轮标签id,这种情况下难以进行台车编号和车轮排序。本发明提供的基于标签识别的台车识别方法包括识别设备的射频发射功率自适应技术以及计时时间窗口自适应技术。
47.识别设备的射频发射功率自适应技术：识别设备输出功率的选择直接关系到标签
读取的有效距离，当识别设备和耐高温标签之间的距离一定时，识别设备输出功率越大，某一固定位置将会读到更多车轮id标签，随着输出功率变小，理想情况下只稳定读取到距离射频模块最近的一个、两个或者三个识别标签，基于这种关系采用发射功率自适应调整的方法，尽可能保证台车运行时只读取到固定的两个车轮标签id，假设识别设备的标签识别率为100tags/s时(基于mcu处理能力，标签识别率也可能更高)，单个标签读取时间为10ms，软件中设置标签数据缓冲区，可根据缓冲区上n个读取标签进行实时判断，不同刻度值标签大于两个则减少发射功率1db，再重复下一次流程并根据结果调整，直到发射功率自适应调整到标签数据缓冲区的识别标签为两个，同时检测标签识别的信号强度值，如果读取信号强度过低则增加发射功率1db，输出功率自适应调整根据命令启动或者周期自执行，调整过程要在尽量短的时间内完成。
48.计时时间窗口自适应技术：若烧结机台车实时运行速度v(单位：cm/s)、烧结机台车轮之间的距离l(单位：cm)，车轮间距离为l。计时时间窗口t(单位：s)按照计算得到，式中k为识别时间窗口的调整值，可以根据现场实际情况进行选择(譬如5s),以保证车轮标签运行到位时能够提前启动识别，台车实时运行速度v可以由烧结机控制系统提供给识别设备，也可以通过加装相关速度传感器得到，台车轮之间距离为固定值；识别设备连续有效读取到同一个新的台车轮标签id后作为计时开始，并根据台车实时速度自适应地计算时间，在该时间窗口内可以关闭射频模块或者将读取到的标签id不执行处理，只有超过时间窗口再进行下一个标签id识别处理。
49.总之，烧结机所有台车运行经过在某一固定位置安装的识别设备后，将自动生成并维护在线的台车编号和两侧车轮的排序信息，后续识别设备读取到某一个台车轮id的时候，除了能够定位到当前台车运行位置(对应识别设备)，根据设备安装固定间隔和台车编号车轮排序队列，计算出其他烧结机状态监测设备探测到的台车或车轮位置(如检测到故障时即马上定位到故障台车或车轮)。
50.有益效果：
51.通过采用识别设备的射频发射功率自适应技术以及计时时间窗口自适应技术，实现车轮id精确识别方法，可靠地保证了台车轮的id检测。台车自动编号排序方法及系统，是烧结机台车在线状态监测必不可少的一部分，为台车轮、台车蓖条、台车栏板等状态监测设备提供编号排序信息和当前的车轮定位信息，实时跟踪当前台车的运行位置、准确定位到具体的某个台车和某个车轮，及时排查问题和保证烧结机正常生产。
52.本发明还提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述的基于标签识别的台车识别方法。
53.以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。