[发明专利]工业锅炉现场阀门安全的图像监测方法

权利要求书

1.一种工业锅炉现场阀门安全的图像监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤S100，在工业锅炉现场的阀门区域安装嵌入式工业相机和/或工业摄像头，并对现场阀门区域进行预先设置处理；

步骤S200，采用工业相机和/或工业摄像头实时、连续地采集阀门区域的原始图像；

步骤S300，根据预设的阈值，在处理周期内，对采集到的原始图像进行分析处理识别，对阀门区域安全进行监控。

2.根据权利要求1所述的图像监测方法，其特征在于，所述步骤S200还包括如下步骤：

步骤S200’，将原始图像远程传输到实时监控端进行显示。

3.根据权利要求1或2所述的图像监测方法，其特征在于，所述步骤S300包括如下步骤：

步骤A，在采集处理周期内，对原始图像依次进行最佳阈值分割迭代法二值化、细化处理、Hough变换和角度计算，最终得到阀门所处的角度，从而实现对阀门区域的监控。

4.根据权利要求3所述的图像监测方法，其特征在于，所述步骤A包括如下步骤：

步骤A1，对原始图像进行最佳阈值分割迭代法二值化处理，将图像分化为黑白两个部分；

即通过对原始图像整体灰度的分析，在原始图像中确定一个优选的阈值点，根据最佳阈值点把图像分化成黑白两个部分，其中黑点的灰度值为0，白点的灰度值为255，便于后续的识别处理；

步骤A2，对二值化后的图像进行细化处理；

设p0为待细化处理的图像像素点，用n(p0)表示像素点p0的8-邻域内非0像素的个数，s(p0)表示以p1、p2、p3、p4、p5、p6、p7、p8、p1为顺序的序列中，像素值从0变化到255的次数；

对原始图像数据数组中每一个8-邻域中心的黑点，如果所述黑点满足以下四个条件，就将这个点置为白点：

1) 2<=n(p0)<=6;

2) s(p0)=1;

3) p1^p3^p7=0或s(p1)!=1; 

4) p1^p3^p5=0或s(p3)!=1；

其中，记号^表示“逻辑与”运算；

步骤A3，运用Hough变换将细化后剩余的所有黑点从直角坐标空间变换到极坐标空间，通过查找累加器的极大值得到阀门上所画白色直线与X轴正向的夹角角度。

5.根据权利要求4所述的图像监测方法，其特征在于，所述步骤A3包括如下步骤：

步骤A31，将细化处理后图像空间的每一个黑点对应一个像素坐标，相当于直角坐标空间的一个点，变换到极坐标空间变成一条曲线；

将极坐标空间的(ρ,θ)分成许多小单元，每一个小单元设一累加器；

步骤A32，图像空间中落在一条直线上的每一点（x,y）对应极坐标空间的一条曲线ρ=x*cosθ+y*sinθ，分别使θ等于0，△θ，2△θ，…,求出相应的ρ值，并分别计算落在各小单元的次数；

步骤A33，当所有黑像素点变换计算完毕后，统计累加器单元中的最大值，并求出对应的θ值，此即为阀门上所画白色直线的法线与X轴正向的夹角角度，从而便可得知白线与X轴的夹角角度。

6.根据权利要求1或2所述的图像监测方法，其特征在于：

所述步骤S100中，对现场阀门区域进行预先设置处理，包括如下步骤：

采集无活动物体经过阀门区域的图片作为基准图片，并作最佳阈值分割迭代法二值化处理，得到黑白图片，然后计算基准黑白图片的黑/白像素比例P1；

所述步骤S300中，对采集到的原始图像进行分析处理识别，对阀门区域安全进行监控，包括如下步骤：

步骤B1，将实时、连续地采集阀门区域的图片作为对比图片，并作最佳阈值分割迭代法二值化处理，得到黑白图片，然后计算对比黑白图片的黑/白像素比例P2；步骤B2，计算对比黑白图片的黑/白像素比例P2与基准黑白图片的黑/白像素比例P1的差值P2-P1，并与活动物体入侵阈值Trq进行比较；

步骤B3，若P2-P1>Trq,则认为发生活动物体入侵；否则，没有发生活动物体入侵。

7.根据权利要求1或2所述的图像监测方法，其特征在于：

所述步骤S100中，对现场阀门区域进行预先设置处理，包括如下步骤：

采集无遮拦阀门区域的图片作为基准图片，并作最佳阈值分割迭代法二值化处理，得到黑白图片，然后计算基准黑白图片的白/黑比例X1；

所述步骤S300中，对采集到的原始图像进行分析处理识别，对阀门区域安全进行监控，包括如下步骤：

步骤C1，将实时、连续地采集阀门区域的图片作为对比图片，并作最佳阈值分割迭代法二值化处理，得到黑白图片，然后计算对比黑白图片的白/黑比例X2；

步骤C2，计算对比黑白图片的白/黑像素比例X2与基准黑白图片的白/黑像素比例X1的差值X2-X1，并与人员入侵阈值Txl进行比较；

步骤C3，若X2-X1>Txl,则认为发生阀门泄漏；否则，没发生阀门泄漏。