基于智能图像识别算法的三维位移监测系统应用.pdf
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1、288 集成电路应用 第 40 卷 第 6 期(总第 357 期)2023 年 6 月Applications创新应用摘要:阐述基于智能图像识别技术的智能识别装置,采用先进的计算机图像识别算法,对于处于自动化孤岛的发电厂锅炉膨胀监测系统实现智能化改造,从而实现实时监测、报警记录、数据存储的功能。关键词:智能监控,图像识别,图像采集,膨胀指示器。中图分类号:TP391.41 文章编号:1674-2583(2023)06-0288-03DOI:10.19339/j.issn.1674-2583.2023.06.130文献引用格式:田晓男.基于智能图像识别算法的三维位移监测系统应用J.集成电路应用,
2、2023,40(06):288-290.发现安全隐患,起到预警及诊断的作用。现代智能图像识别技术是人工智能的重要领域,它是指对图像进行对象识别,以识别各种不同模式的目标和对象的技术。图像识别测量技术发展的比较成熟,如利用两个摄像机识别物体三维数据的方法,利用一台摄像机采集识别二维距离等的应用都是比较成熟的。由于工业环境和行业限制,图像识别定位测量技术在运动控制系统中应用较多,电力行业相对发展较少。本项目研究一种针对发电厂膨胀指示器的智能视频图像识别装置,该装置采用一台监控摄像机采集一台膨胀指示器图像目标靶的方式,利用图像识别算法获得三维移动数据。并且根据电厂多个膨胀监测点的特点,搭建一套完整的
3、锅炉汽机膨胀三维位移实时监测系统。包括硬件结构搭建、软件架构搭建、软件算法研究等。(1)通过智能摄像头提取图像目标靶轮廓,然后运用计算机进行分析和处理,得到最终的目标靶的三维移动距离,即上下、左右、前后三个方向的绝对位移。(2)将测得的数据信息传输到智能识别监测分析服务器,服务器对数据进行采集存储、分类传输,在客户端/服务器上实现三维数据显示、报警、参数设定、零点整定等0 引言在发电厂膨胀指示器是用来监视水冷壁、汽包、联箱等厚壁压力容器在点火升压过程中的膨胀情况的,通过它可以及时发现因点火升压不当或安装、检修不良引起的蒸发设备变形,防止膨胀不均发生裂纹和泄漏等。1 研究背景目前我厂膨胀指示器采
4、用机械结构,人工巡检记录数据的方式,这种人工记录监视的方式存在很多弊端:启停锅炉阶段人工巡检间隔时间过长,无法及时发现锅炉膨胀异常情况;巡检人员目视读取刻度盘数据可能出现较大的误差;膨胀指示器数量较多,工作量较大,需分析的数据量较大。本研究采用智能图像识别监测方案,将智能图像识别目标靶固定在被监测的锅炉部件上,或固定在原有的膨胀指示器的指针固定杆上。将监控摄像机固定在锅炉基座上,对目标靶进行监视摄像,通过智能图像识别三维位移测量系统可实时监测锅炉三维膨胀的位移变化,提供实时在线曲线,历史曲线,移动轨迹模拟等功能。记录膨胀的方向,位移,膨胀的速度。锅炉专业人员可结合数据对可能发生的问题提供分析,
5、可及时基于智能图像识别算法的三维位移监测系统应用田晓男(国能神华九江发电有限责任公司,江西 332500)Abstract This paper describes the intelligent recognition device based on intelligent image recognition technology,which adopts advanced computer image recognition algorithm to realize intelligent transformation of the boiler expansion monitoring
6、system in the power plant located in the automation island,so as to realize the functions of real-time monitoring,alarm recording and data storage.Index Terms intelligent monitoring,image recognition,image acquisition,expansion indicator.Application of 3D Displacement Monitoring System Based on Inte
7、lligent Image Recognition AlgorithmTIAN Xiaonan(Guoneng Shenhua Jiujiang Power Generation Co.,Ltd.,Jiangxi 332500,China.)作者简介:田晓男,国能神华九江发电有限责任公司,工程师;研究方向:智能识别技术。收稿日期:2022-10-31;修回日期:2023-05-23。Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 6 期(总第 357 期)2023 年 6 月 289功能,实现对测点膨胀位移的实时监测。(3)将测量数据传送至DCS系统,并且完成对应的系统组态和
8、监视画面,能够在DCS完成显示、报警查看、参数设定、查看数据记录等功能。2 智能视频识别技术运用 2.1 图像测量技术比对(1)采用模拟量测量技术测量位移,雷达或超声测距仪,采集精度不高,可达到厘米级,实时性较高。环境温度变化容易引起数据变化,漂移随着时间变大,使用一段时间后需要校正零点。而一台锅炉膨胀监测测点约29个,三个方向近百个模拟量数据,现场校准的工作量非常大,不实用。(2)拉线编码器测量装置,接触式测量,三个方向各有一组机械传动部分,较复杂,有卡涩的风险,且影响机械传动的精度。(3)采用激光测量技术,一个测点需要三个方向的反射板,体积较大,需要三个方向的传感器。激光三角测量法量程小,
9、一般不超过30cm,部分测点超量程需要定制解决。常规的激光位移传感器不能满足现场的使用要求,定制宽温传感器价格很高,一般难以被用户接受。(4)变频智能识别技术,非接触测量、数字化测量、数据自校准、无漂移、精确度较高、一个测点一套测量装置同时获得三向位置,系统简单,长期运行无漂移,由于摄像头的各像素点位置是不会发生变化的,只要把摄像头和目标靶固定牢固,从理论上来说,数据不会出现漂移。系统采用了先进的测量原理与计算方法,使测量结果自动校准,保证数据高度可靠。2.2 智能视频识别技术 不同于传统的传感器及激光测距仪,采用模拟量、编码器、超声波、雷达等方式。利用先进的图像识别技术进行识别物体,采用计算
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