基于圖像三維重建的智能吹灰方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及基于圖像三維重建的智能吹灰方法及系統(tǒng)，其中，該方法包括步驟：S1：監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像；S2：對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息；S3：對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令；S4：根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。由此本發(fā)明通過(guò)將鍋爐受熱面整體積灰結(jié)渣在線監(jiān)測(cè)與模糊控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐整體受熱面實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、局部受熱面按需要吹灰，從而有效地優(yōu)化了吹灰、減少了吹灰時(shí)長(zhǎng)、降低了吹灰功耗和提高了鍋爐整體熱效率。
【專利說(shuō)明】
基于圖像三維重建的智能吹灰方法及系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及燃煤鍋爐智能吹灰技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于圖像三維重建的智能吹灰方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]燃煤鍋爐運(yùn)行過(guò)程中，其受熱面的積灰和結(jié)渣是個(gè)長(zhǎng)期存在的問(wèn)題。由于灰渣的熱阻很大，鍋爐受熱面上的積灰和結(jié)渣不僅會(huì)降低其受熱面熱效率，而且會(huì)引起受熱面表面溫度過(guò)高，導(dǎo)致受熱面金屬超溫和高溫腐蝕，甚至爐管爆漏。另一方面，受熱面效率降低會(huì)增加機(jī)組煤耗，使?fàn)t膛出口以及最終的爐鍋排煙溫度升高，導(dǎo)致鍋爐整體效率下降。此夕卜，較大的渣塊墜落還會(huì)引發(fā)鍋爐安全問(wèn)題。因此，嚴(yán)重的積灰和結(jié)渣對(duì)于鍋爐的正常運(yùn)行非常不利。
[0003]而對(duì)燃煤鍋爐受熱面進(jìn)行吹灰是解決上述問(wèn)題的重要手段，其作用是清除受熱面的結(jié)渣和積灰，維持受熱面的清潔，以保證電站鍋爐安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定運(yùn)行。因此，鍋爐吹灰器是當(dāng)前所有電站鍋爐必須匹配的一種輔助設(shè)備。而傳統(tǒng)的吹灰系統(tǒng)由于無(wú)法對(duì)積灰結(jié)渣進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)，只能采用定時(shí)、定量的吹掃方式，這種方式盲目性大、造成的損耗很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種基于圖像三維重建的智能吹灰方法及系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行分區(qū)，并通過(guò)將鍋爐受熱面整體積灰結(jié)渣在線監(jiān)測(cè)與模糊控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐整體受熱面實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、局部受熱面按需要吹灰，從而優(yōu)化吹灰、減少吹灰時(shí)長(zhǎng)、降低吹灰功耗和提高鍋爐整體熱效率。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種基于圖像三維重建的智能吹灰方法，包括以下步驟:
[0007]監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像；
[0008]對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息；
[0009]對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令；
[0010]根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。
[0011]通過(guò)上述對(duì)受熱面進(jìn)行監(jiān)控和三維重建，并結(jié)合模糊控制，本發(fā)明實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐整體受熱面的在線監(jiān)測(cè)和吹灰控制，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，有利于優(yōu)化了吹灰控制、減少了吹灰時(shí)長(zhǎng)、降低吹灰功耗，并有效地提高了鍋爐的整體熱效率。
[0012]進(jìn)一步，所述步驟根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作，具體包括以下步驟:
[0013]設(shè)置圍設(shè)在受熱面周圍的若干吹灰器，且每一吹灰器朝向的受熱面區(qū)域互不相同；
[0014]根據(jù)控制指令控制部分或全部吹灰器對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。
[0015]上述步驟通過(guò)將受熱面劃分為若干吹灰區(qū)域，并對(duì)受熱面進(jìn)行分區(qū)吹灰，實(shí)現(xiàn)了吹灰器僅對(duì)其對(duì)應(yīng)的吹灰區(qū)域進(jìn)行吹灰，從而只需要控制需要吹灰的區(qū)域?qū)?yīng)的吹灰器執(zhí)行吹灰操作即可，不需要所有吹灰器在任何情況下都必須得執(zhí)行吹灰操作，從而有利于進(jìn)一步優(yōu)化吹灰控制、進(jìn)一步減少吹灰時(shí)長(zhǎng)、進(jìn)一步降低吹灰功耗和提高鍋爐整體熱效率。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法還包括步驟:
[0017]對(duì)所述若干吹灰器進(jìn)行編號(hào)；
[0018]根據(jù)若干吹灰器朝向的受熱面區(qū)域?qū)?yīng)地將受熱面劃分為若干吹灰區(qū)域，并對(duì)所述若干吹灰區(qū)域進(jìn)行編號(hào)；
[0019]記錄并保存每一吹灰器和每一吹灰區(qū)域的編號(hào)，并記錄每一組對(duì)應(yīng)的吹灰器和吹灰區(qū)域的編號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0020]通過(guò)上述步驟，有利于整理吹灰器和與其對(duì)應(yīng)的吹灰區(qū)域之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，方便了吹灰控制模塊對(duì)吹灰器的后續(xù)控制。
[0021]進(jìn)一步，所述步驟監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像中，從不同角度對(duì)受熱面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得受熱面的不同角度的二維圖像。
[0022]進(jìn)一步，所述步驟對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息，具體包括以下步驟:
[0023]結(jié)合受熱面的所有不同角度的二維圖像處理得到受熱面上的灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度；
[0024]保存灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度。
[0025]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟保存灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度中，還對(duì)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。通過(guò)該步驟，方便了對(duì)受熱面的灰渣情況的及時(shí)了解。
[0026]進(jìn)一步，所述步驟對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令，具體包括以下步驟:
[0027]設(shè)定用于表示受熱面很干凈的第一模糊值范圍、用于表示受熱面干凈的第二模糊值范圍、用于表示受熱面一般干凈的第三模糊值范圍、及用于表示受熱面不干凈的第四模糊值范圍；
[0028]根據(jù)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度計(jì)算得到灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度的模糊值；
[0029]根據(jù)當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值判斷其所屬的模糊值范圍，并根據(jù)判斷結(jié)果得到相應(yīng)的控制指令，包括以下類型的控制指令:
[0030]如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第四模糊值范圍時(shí)，得到執(zhí)行吹灰操作的控制指令；
[0031]如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第三模糊值范圍時(shí)，得到維持吹灰操作的控制指令；
[0032]及，如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第一模糊值范圍或第二模糊值范圍時(shí)，得到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令；
[0033]以及，所述步驟根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作，具體包括以下步驟:
[0034]當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面開始吹灰操作；
[0035]當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面維持吹灰操作；
[0036]當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面停止吹灰或維持不吹灰操作。
[0037]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述步驟根據(jù)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度計(jì)算得到灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度的模糊值，具體包括以下步驟:
[0038]根據(jù)所述若干吹灰區(qū)域?qū)以S輪廓模型進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分；
[0039]根據(jù)劃分形成若干區(qū)域的灰渣三維輪廓模型及每一區(qū)域的灰渣層厚度計(jì)算得到每一吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的模糊值。
[0040]及，所述步驟當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面開始吹灰操作中，只有接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域開始吹灰操作；
[0041 ]及，所述步驟當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面維持吹灰操作中，只有接收到維持吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域維持吹灰操作；
[0042]以及，所述步驟當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面停止吹灰或維持不吹灰操作中，只有接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域停止吹灰或維持不吹灰操作。
[0043]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了用于實(shí)現(xiàn)上述方法的基于圖像三維重建的智能吹灰系統(tǒng)，其包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、吹灰控制模塊和吹灰執(zhí)行模塊；
[0044]所述圖像獲取模塊用于監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像；
[0045]所述圖像處理模塊用于對(duì)圖像獲取模塊獲得的二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息；
[0046]所述吹灰控制模塊用于對(duì)圖像處理模塊得到的三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令；
[0047]所述吹灰執(zhí)行模塊用于根據(jù)由所述吹灰控制模塊發(fā)出的控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。
[0048]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述圖像獲取模塊包括兩攝像機(jī)和攝像保護(hù)氣路部分。所述兩攝像機(jī)分別設(shè)置于受熱面相對(duì)兩側(cè)，并位于同一水平面和同一直線上，實(shí)現(xiàn)從不同角度拍攝同一受熱面;所述攝像保護(hù)氣路部分包括三個(gè)吹風(fēng)機(jī);其中一吹風(fēng)機(jī)設(shè)置于兩攝像機(jī)的同一側(cè)，實(shí)現(xiàn)于兩攝像機(jī)的鏡頭前端形成壓力風(fēng)簾；另外兩吹風(fēng)機(jī)分別與所述兩攝像機(jī)相鄰設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩攝像機(jī)及兩攝像機(jī)的鏡頭直接施加冷風(fēng)。通過(guò)在兩攝像機(jī)的鏡頭前端形成具有一定的壓力的風(fēng)簾，有利于防止鍋爐內(nèi)正壓時(shí)火焰的噴出，并防止飛灰玷污光學(xué)鏡頭，也能有效地對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行冷卻。通過(guò)對(duì)兩攝像機(jī)及其鏡頭直接施加冷風(fēng)，有利于進(jìn)一步對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行冷卻，可達(dá)到更好的冷卻效果。
[0049]通過(guò)上述技術(shù)方案，本發(fā)明達(dá)到了以下有益的技術(shù)效果:
[0050]I)實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐積灰結(jié)渣的整體和直接的監(jiān)測(cè)，并依據(jù)三維重建，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)受熱面的清潔度和積灰結(jié)渣的具體部位；
[0051]2)以模糊算法決定是否需要吹灰及調(diào)動(dòng)哪些吹灰器，解決了現(xiàn)有吹灰技術(shù)中的定時(shí)定量、受熱面整體吹灰的方法所帶來(lái)的過(guò)度吹灰的問(wèn)題；
[0052]3)通過(guò)攝像機(jī)實(shí)現(xiàn)對(duì)受熱面的積灰結(jié)渣過(guò)程、及受熱面的被吹灰過(guò)程的全程監(jiān)測(cè)，根據(jù)吹灰前后受熱面的清潔狀況，評(píng)判吹灰的效果。且本發(fā)明的吹灰控制模塊能夠通過(guò)自適應(yīng)學(xué)習(xí)改變或設(shè)定模糊值范圍，有利于優(yōu)化了吹灰時(shí)長(zhǎng)，使吹灰效果達(dá)到最佳，進(jìn)一步解決現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)受熱面的過(guò)度吹灰和欠吹灰等問(wèn)題。
[0053]為了更好地理解和實(shí)施，下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
【附圖說(shuō)明】
[0054]圖1是本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法的方法流程示意圖；
[0055]圖2是本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法的方中步驟S2的具體步驟流程圖；
[0056]圖3是本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法的方中步驟S3的具體步驟流程圖；
[0057]圖4是本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法的方中步驟S4的具體步驟流程圖；
[0058]圖5是本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法進(jìn)一步優(yōu)化后的方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0059]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明提供了一種基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其包括以下步驟:
[0060]步驟S1:監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像；
[0061]步驟S2:對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息；
[0062]步驟S3:對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令；
[0063]步驟S4:根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。
[0064]請(qǐng)參閱圖2，具體地，所述步驟S2具體包括以下步驟:
[0065]步驟S21:結(jié)合受熱面的所有不同角度的二維圖像處理得到受熱面上的灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度；
[0066]步驟S22:保存灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度。
[0067]在本實(shí)施例中，步驟SI中是從不同角度對(duì)受熱面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得受熱面的不同角度的二維圖像。
[0068]為方便對(duì)受熱面的灰渣情況的及時(shí)了解，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐受熱面積灰結(jié)渣的可視化在線監(jiān)測(cè)，作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，在步驟S22中，還對(duì)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。
[0069]請(qǐng)參閱圖3，具體地，所述步驟S3包括以下步驟:
[0070]步驟S31:設(shè)定用于表示受熱面很干凈的第一模糊值范圍、用于表示受熱面干凈的第二模糊值范圍、用于表示受熱面一般干凈的第三模糊值范圍、及用于表示受熱面不干凈的第四模糊值范圍；在本實(shí)施例中，上述模糊值范圍的確定是經(jīng)過(guò)多次學(xué)習(xí)(也可以理解為多次結(jié)合實(shí)際情況計(jì)算和統(tǒng)計(jì))后所確定的模糊值范圍。
[0071]步驟S32:根據(jù)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度計(jì)算得到灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度的模糊值；
[0072]步驟S33:根據(jù)當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值判斷其所屬的模糊值范圍，并根據(jù)判斷結(jié)果得到相應(yīng)的控制指令，包括以下類型的控制指令:
[0073]步驟S331:如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第四模糊值范圍時(shí)，得到執(zhí)行吹灰操作的控制指令；
[0074]步驟S332:如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第三模糊值范圍時(shí)，得到維持吹灰操作的控制指令；
[0075]步驟S333:如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第一模糊值范圍或第二模糊值范圍時(shí)，得到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令。
[0076]為進(jìn)一步優(yōu)化吹灰時(shí)長(zhǎng)，使吹灰效果達(dá)到最佳，進(jìn)一步解決鍋爐局部受熱面的過(guò)度吹灰和欠吹灰的問(wèn)題，作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，在所述步驟S31中設(shè)定的所有模糊值范圍還會(huì)繼續(xù)調(diào)整并根據(jù)實(shí)際吹灰效果進(jìn)行改變，通過(guò)根據(jù)吹灰前后的受熱面清潔狀況，評(píng)判吹灰效果，根據(jù)吹灰效果調(diào)整模糊值范圍，由此通過(guò)多次自適應(yīng)學(xué)習(xí)和總結(jié)，達(dá)到更好的吹灰效果。
[0077]請(qǐng)參閱圖4，具體地，所述步驟S4包括以下步驟:
[0078]步驟S41:當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面開始吹灰操作；
[0079]步驟S42:當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面維持吹灰操作；
[0080]步驟S43:當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面停止吹灰或維持不吹灰操作。
[0081]請(qǐng)參閱圖5，為快速確定吹灰器和與其對(duì)應(yīng)的吹灰區(qū)域之間的映照關(guān)系，從而方便吹灰控制模塊對(duì)所有吹灰器的控制，作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法還包括以下步驟:
[0082]步驟S300:對(duì)所述若干吹灰器進(jìn)行一一編號(hào)；
[0083]步驟S301:根據(jù)若干吹灰器朝向的受熱面區(qū)域?qū)?yīng)地將受熱面劃分為若干吹灰區(qū)域，并對(duì)所述若干吹灰區(qū)域進(jìn)行一一編號(hào)；
[0084]步驟S302:記錄并保存每一吹灰器和每一吹灰區(qū)域的編號(hào)，并記錄每一組對(duì)應(yīng)的吹灰器和吹灰區(qū)域的編號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0085]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5，為實(shí)現(xiàn)分區(qū)吹灰控制，進(jìn)一步優(yōu)化吹灰控制和減少吹灰時(shí)長(zhǎng)，降低吹灰功耗和提高鍋爐整體熱效率，相應(yīng)地，對(duì)所述步驟S32進(jìn)一步優(yōu)化，優(yōu)化后的步驟S32包括以下步驟:
[0086]步驟S321:根據(jù)所述若干吹灰區(qū)域?qū)以S輪廓模型進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分；
[0087]步驟S322:根據(jù)劃分形成若干區(qū)域的灰渣三維輪廓模型及每一區(qū)域的灰渣層厚度計(jì)算得到每一吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的模糊值。
[0088]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5，同理，為實(shí)現(xiàn)分區(qū)吹灰控制，對(duì)所述步驟S331?S333進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后的步驟S331?S333分別為:
[0089]步驟S331’:如果當(dāng)前計(jì)算得到某些吹灰區(qū)域的的模糊值屬于第四模糊值范圍時(shí)，得到執(zhí)行吹灰操作的控制指令，并將控制指令發(fā)送至該模糊值屬于第四模糊值范圍的吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的吹灰器；
[0090]步驟S332’:如果當(dāng)前計(jì)算得到某些吹灰區(qū)域的模糊值屬于第三模糊值范圍時(shí)，得到維持吹灰操作的控制指令，并將控制指令發(fā)送至該模糊值屬于第三模糊值范圍的吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的吹灰器；
[0091]步驟S333’:如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第一模糊值范圍或第二模糊值范圍時(shí)，得到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令，并將控制指令發(fā)送至該模糊值屬于第一或第二模糊值范圍的吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的吹灰器。
[0092]請(qǐng)繼續(xù)參閱圖5，同理，為實(shí)現(xiàn)分區(qū)吹灰控制，對(duì)所述步驟S41?S43進(jìn)一步優(yōu)化，優(yōu)化后的所述步驟S41?S43分別為:
[0093]步驟S41’:當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，只有接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域開始吹灰操作；
[0094]步驟S42’:當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，只有接收到維持吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域維持吹灰操作；
[0095]步驟S43’:當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，只有接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域停止吹灰或維持不吹灰操作。
[0096]也即，通過(guò)步驟S41’?S43’，使得只有接收到需要吹灰的控制指令的吹灰器才會(huì)執(zhí)行吹灰操作，實(shí)現(xiàn)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的吹灰區(qū)域的吹灰，而其他吹灰器維持目前狀態(tài)或停止吹
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[0097]相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種基于上述方法的智能吹灰系統(tǒng)，包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、吹灰控制模塊和吹灰執(zhí)行模塊。
[0098]所述圖像獲取模塊用于監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像。在本實(shí)施例中，所述圖像獲取模塊從不同角度對(duì)受熱面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，得到受熱面的不同角度的二維圖像，并發(fā)送至圖像處理模塊。
[0099]進(jìn)一步，在本實(shí)施例中，所述圖像獲取模塊包括兩攝像機(jī)。所述兩攝像機(jī)分別設(shè)置于受熱面相對(duì)兩側(cè)，并位于同一水平面和同一直線上，實(shí)現(xiàn)從不同角度拍攝同一受熱面。
[0100]為在攝像機(jī)的鏡頭前端形成具有一定的壓力的風(fēng)簾，有利于防止鍋爐內(nèi)正壓時(shí)火焰的噴出，并防止飛灰玷污光學(xué)鏡頭，也能有效地對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行冷卻;并對(duì)攝像機(jī)及其鏡頭直接施加冷風(fēng)，進(jìn)一步對(duì)攝像機(jī)進(jìn)行冷卻，可達(dá)到更好的冷卻效果，作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，在本實(shí)施例中，所述圖像獲取模塊除了包括兩攝像機(jī)外，還包括攝像保護(hù)氣路部分。所述攝像保護(hù)氣路部分包括三個(gè)吹風(fēng)機(jī);其中一吹風(fēng)機(jī)設(shè)置于兩攝像機(jī)的同一側(cè)，實(shí)現(xiàn)于兩攝像機(jī)的鏡頭前端形成壓力風(fēng)簾；另外兩吹風(fēng)機(jī)分別與所述兩攝像機(jī)相鄰設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩攝像機(jī)及兩攝像機(jī)的鏡頭直接施加冷風(fēng)。
[0101]所述圖像處理模塊用于對(duì)圖像獲取模塊獲得的二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息。在本實(shí)施例中，所述圖像處理模塊包括將二維圖像重建為三維圖像的三維重建子模塊、顯示器和存儲(chǔ)器。所述三維重建模塊對(duì)由所述兩攝像機(jī)拍攝得到的受熱面不同角度的二維圖像進(jìn)行處理，得到受熱面的三維圖像信息，也即得到受熱面上灰渣圖像的三維輪廓模型和灰渣層厚度，并于所述顯示器中顯示，同時(shí)也保存于存儲(chǔ)器內(nèi)。
[0102]所述吹灰控制模塊用于對(duì)圖像處理模塊得到的三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令。在本實(shí)施例中，所述吹灰控制模塊主要包括模糊控制子模塊。在本實(shí)施例中，所述模塊控制子模塊經(jīng)過(guò)多次自適應(yīng)學(xué)習(xí)(也可以理解為多次結(jié)合實(shí)際情況計(jì)算和統(tǒng)計(jì))，最終確定用于表示受熱面很干凈的第一模糊值范圍、用于表示受熱面干凈的第二模糊值范圍、用于表示受熱面一般干凈的第三模糊值范圍、及用于表示受熱面不干凈的第四模糊值范圍。
[0103]為進(jìn)一步優(yōu)化吹灰時(shí)長(zhǎng)，使吹灰效果達(dá)到最佳，進(jìn)一步解決鍋爐局部受熱面的過(guò)度吹灰和欠吹灰的問(wèn)題，作為一種更優(yōu)的技術(shù)方案，所述模糊控制子模塊確定的所有模糊值范圍還會(huì)繼續(xù)調(diào)整并根據(jù)實(shí)際吹灰效果進(jìn)行改變，根據(jù)吹灰前后的受熱面清潔狀況，評(píng)判吹灰效果，根據(jù)吹灰效果調(diào)整模糊值范圍，由此通過(guò)多次自適應(yīng)學(xué)習(xí)和總結(jié)，達(dá)到更好的吹灰效果。
[0104]所述吹灰執(zhí)行模塊用于根據(jù)由所述吹灰控制模塊發(fā)出的控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。具體地，所述吹灰執(zhí)行模塊包括若干吹灰器。且為達(dá)到分區(qū)吹灰的目的，本發(fā)明根據(jù)若干吹灰器的位置及其朝向的區(qū)域?qū)κ軣崦孢M(jìn)行分區(qū)，形成若干吹灰區(qū)域，實(shí)現(xiàn)受熱面上的每一吹灰區(qū)域均分別對(duì)應(yīng)一吹灰器。
[0105]在本實(shí)施例中，所述模糊控制子模塊還用于對(duì)若干吹灰器和若干吹灰區(qū)域進(jìn)行一一編號(hào)，并保存每一對(duì)應(yīng)的吹灰器和吹灰區(qū)域的編碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。
[0106]以下，說(shuō)明一下本發(fā)明的基于圖像三維重建的智能吹灰系統(tǒng)的工作過(guò)程:
[0107]首先，由圖像獲取模塊中的兩攝像機(jī)獲取受熱面不同角度的二維圖像，并發(fā)送至圖像處理模塊中的三維重建子模塊。所述三維重建子模塊對(duì)接收到的不同角度的二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息，即灰渣圖像的三維輪廓模型和灰渣層厚度，于所述顯示器中顯示和保存于所述存儲(chǔ)器內(nèi)。所述存儲(chǔ)器將三維輪廓模型和灰渣層厚度信息發(fā)送至吹灰控制模塊中的模糊控制子模塊，由模糊控制子模塊根據(jù)若干吹灰區(qū)域?qū)以S輪廓模型進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分，得到與若干吹灰區(qū)域一一對(duì)應(yīng)的若干區(qū)域的灰渣三維輪廓模型及灰渣厚度，并且，模糊控制子模塊繼續(xù)對(duì)每一區(qū)域的灰渣三維輪廓模型及灰渣厚度進(jìn)行模糊化處理，得到每一吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的模糊值。然后，模糊控制子模塊根據(jù)每一吹灰區(qū)域的模糊值所在的模糊值范圍和吹灰器與吹灰區(qū)域編碼之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系將相應(yīng)的控制指令發(fā)送至對(duì)應(yīng)的吹灰器，控制與吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的吹灰器的工作狀態(tài)，具體的工作狀態(tài)可參閱本發(fā)明的基于圖像三維重建的智能吹灰方法中的步驟S41’?S43’。由此實(shí)現(xiàn)了對(duì)鍋爐受熱面的合理吹灰，實(shí)現(xiàn)鍋爐整體受熱面實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)、局部受熱面按需吹灰、吹灰時(shí)長(zhǎng)優(yōu)化的智能吹灰，降低吹灰損耗并提高鍋爐整體熱效率。
[0108]相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明基于圖像三維重建的智能吹灰方法通過(guò)對(duì)鍋爐受熱面進(jìn)行分區(qū)，并通過(guò)將鍋爐受熱面整體積灰結(jié)渣在線監(jiān)測(cè)與模糊控制結(jié)合，實(shí)現(xiàn)對(duì)鍋爐整體受熱面實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)、局部受熱面按需要吹灰，從而優(yōu)化吹灰、減少吹灰時(shí)長(zhǎng)、降低吹灰功耗和提高鍋爐整體熱效率。
[0109]本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施方式，如果對(duì)本發(fā)明的各種改動(dòng)或變形不脫離本發(fā)明的精神和范圍，倘若這些改動(dòng)和變形屬于本發(fā)明的權(quán)利要求和等同技術(shù)范圍之內(nèi)，則本發(fā)明也意圖包含這些改動(dòng)和變形。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:包括以下步驟: 監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像； 對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息； 對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令； 根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:所述步驟根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作，具體包括以下步驟: 設(shè)置圍設(shè)在受熱面周圍的若干吹灰器，且每一吹灰器朝向的受熱面區(qū)域互不相同； 根據(jù)控制指令控制部分或全部吹灰器對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:還包括步驟: 對(duì)所述若干吹灰器進(jìn)行 編號(hào)； 根據(jù)若干吹灰器朝向的受熱面區(qū)域?qū)?yīng)地將受熱面劃分為若干吹灰區(qū)域，并對(duì)所述若干吹灰區(qū)域進(jìn)行 編號(hào)； 記錄并保存每一吹灰器和每一吹灰區(qū)域的編號(hào)，并記錄每一組對(duì)應(yīng)的吹灰器和吹灰區(qū)域的編號(hào)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:所述步驟監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像中，從不同角度對(duì)受熱面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，獲得受熱面的不同角度的二維圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:所述步驟對(duì)二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的三維圖像信息，具體包括以下步驟: 結(jié)合受熱面的所有不同角度的二維圖像處理得到受熱面上的灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度； 保存灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于:所述步驟保存灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度中，還對(duì)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度進(jìn)行實(shí)時(shí)顯不O7.根據(jù)權(quán)利要求3?6任一項(xiàng)所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于: 所述步驟對(duì)三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令，具體包括以下步驟: 設(shè)定用于表示受熱面很干凈的第一模糊值范圍、用于表示受熱面干凈的第二模糊值范圍、用于表示受熱面一般干凈的第三模糊值范圍、及用于表示受熱面不干凈的第四模糊值范圍； 根據(jù)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度計(jì)算得到灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度的模糊值； 根據(jù)當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值判斷其所屬的模糊值范圍，并根據(jù)判斷結(jié)果得到相應(yīng)的控制指令，包括以下類型的控制指令: 如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第四模糊值范圍時(shí)，得到執(zhí)行吹灰操作的控制指令； 如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第三模糊值范圍時(shí)，得到維持吹灰操作的控制指令； 及，如果當(dāng)前計(jì)算得到的模糊值屬于第一模糊值范圍或第二模糊值范圍時(shí)，得到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令； 以及，所述步驟根據(jù)控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作，具體包括以下步驟: 當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面開始吹灰操作； 當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面維持吹灰操作； 當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面停止吹灰或維持不吹灰操作。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于圖像三維重建的智能吹灰方法，其特征在于: 所述步驟根據(jù)灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度計(jì)算得到灰渣三維輪廓模型和灰渣層厚度的模糊值，具體包括以下步驟: 根據(jù)所述若干吹灰區(qū)域?qū)以S輪廓模型進(jìn)行相應(yīng)的區(qū)域劃分； 根據(jù)劃分形成若干區(qū)域的灰渣三維輪廓模型及每一區(qū)域的灰渣層厚度計(jì)算得到每一吹灰區(qū)域?qū)?yīng)的模糊值。 及，所述步驟當(dāng)接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面開始吹灰操作中，只有接收到執(zhí)行吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域開始吹灰操作； 及，所述步驟當(dāng)接收到維持吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面維持吹灰操作中，只有接收到維持吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域維持吹灰操作； 以及，所述步驟當(dāng)接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令時(shí)，對(duì)受熱面停止吹灰或維持不吹灰操作中，只有接收到停止吹灰或維持不吹灰操作的控制指令的吹灰器才會(huì)對(duì)與其對(duì)應(yīng)的受熱面中的吹灰區(qū)域停止吹灰或維持不吹灰操作。9.一種基于圖像三維重建的智能吹灰系統(tǒng)，其特征在于:包括圖像獲取模塊、圖像處理模塊、吹灰控制模塊和吹灰執(zhí)行模塊； 所述圖像獲取模塊用于監(jiān)測(cè)受熱面，獲得受熱面的二維圖像； 所述圖像處理模塊用于對(duì)圖像獲取模塊獲得的二維圖像進(jìn)行三維重建，得到受熱面的二維圖像彳g息； 所述吹灰控制模塊用于對(duì)圖像處理模塊得到的三維圖像信息進(jìn)行模糊處理，得到相應(yīng)的控制指令； 所述吹灰執(zhí)行模塊用于根據(jù)由所述吹灰控制模塊發(fā)出的控制指令對(duì)受熱面開始或停止或維持吹灰操作。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的基于圖像三維重建的智能吹灰系統(tǒng)，其特征在于:所述圖像獲取模塊包括兩攝像機(jī)和攝像保護(hù)氣路部分； 所述兩攝像機(jī)分別設(shè)置于受熱面相對(duì)兩側(cè)，并位于同一水平面和同一直線上，實(shí)現(xiàn)從不同角度拍攝同一受熱面;所述攝像保護(hù)氣路部分包括三個(gè)吹風(fēng)機(jī);其中一吹風(fēng)機(jī)設(shè)置于兩攝像機(jī)的同一側(cè)，實(shí)現(xiàn)于兩攝像機(jī)的鏡頭前端形成壓力風(fēng)簾；另外兩吹風(fēng)機(jī)分別與所述兩攝像機(jī)相鄰設(shè)置，實(shí)現(xiàn)對(duì)兩攝像機(jī)及兩攝像機(jī)的鏡頭直接施加冷風(fēng)。
【文檔編號(hào)】F23J3/00GK105927996SQ201610353627
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年5月24日
【發(fā)明人】陳志剛, 黎華, 李茂東, 譚超, 陸繼東, 楊波, 董進(jìn)寧, 徐開華, 張振頂, 林金梅
【申請(qǐng)人】廣州特種承壓設(shè)備檢測(cè)研究院