[发明专利]一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统

权利要求书

1.一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，包括高炉(1)，其特征在于：

所述高炉(1)内设置有输入设备(A)，该输入设备与炉外的数据融合系统(B)相连接，数据融合系统再将其计算结果反应至可视化的三维显示系统(C)。

2.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的输入设备(A)包括高炉雷达(2)、机械探尺(3)和十字测温热电偶(4)，其具体为，高炉雷达设置安装在以高炉炉中心为原点的向东、南、西和北的四个方向的辐射线上，机械探尺则安装在高炉雷达的附近的以高炉中心为原点的圆周线上，而十字测温电热偶则安装位于高炉炉内上方的以高炉炉中心为原点的向东北、东南、西南和西北的十字测温横梁(5)上。

3.如权利要求2所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉雷达(2)数量为6～10个，机械探尺(3)数量为2～3个，十字测温热电偶(4)数量为15～18个。

4.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的炉外的输入设备(A)还包括数据采集单元(A1)、数据传输设备(A2)和系统数据库(A3)，其具体为，数据采集单元将输入设备收集的高炉(1)内的高炉雷达(2)的料面高度数据、机械探尺(3)的高度数据和十字测温热电偶(4)的温度数据融合后将该数据模拟值经A/D转换后，通过数据传输设备送入包含机械探尺高度数据、高炉雷达高度数据、十字测温热电偶温度数据、以及炉身热电偶温度数据的系统数据库中，然后通过与炉外的数据融合系统(B)进行比较和数据融合后送入后续的三维显示系统(C)。

5.如权利要求1所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的三维显示系统(C)包括高炉三维温度成像模块(C1)、料面高度三维成像模块(C2)和多源数据融合模块(C3)。

6.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的高炉三维温度成像模块(C1)，其具体为，根据十字测温热电偶(4)测得温度对应的数值，在高炉的圆坐标系上，沿半径方向是四条交叉的十字测温上的连续温度点，构建连续曲线。每一根交叉线上面有4个点，该圆环上4个测温点组成一个等半径封闭圆环，其轴向高度可以不同。一条交叉线上有4个测温点，就形成4个圆环，四圆环沿圆周方向的四根交叉线为样条插值曲线，配合每个圆环和相邻圆环之间通过最小二乘法等插值法进行的样条曲面拟合，形成连续光滑曲面，显示出具有温度特征的三维曲面图像。

7.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的料面高度三维成像模块(C2)，其具体为，将所有高炉雷达(2)和机械探尺(3)测量数据沿半径的圆周方向移到沿半径方向的一个剖面上，在剖面上把所有点都沿圆柱的中心轴旋转到该剖面上，多个点连成一个连续曲线，其曲率的大小由料面形状修正因子修正。该曲线沿中心轴旋转形成一个连续光滑曲面，在高炉的三维显示系统显示，获得三维高度曲面。

8.如权利要求5所述的一种基于多源异构数据融合的高炉料面成像系统，其特征在于，所述的多源数据融合模块(C3)，其特征在于，引入尺度压缩比例因子，将三维温度曲面和三维高度曲面，按神经网络法或者等比例压缩法等算法，按尺度比例对温度数据进行压缩或者放大，坐标系由温度坐标系转换到高度坐标系，标称单位由温度转化到距离。将把温度点的温度数值按比例因子对应到高度数值上。温度点为17个点，高度点为9个点，则在三维温度曲面的坐标系中，把四根交叉曲线沿圆周中心轴顺时针旋转45度，构成17个由温度转换来的高度值，同样的，这17个高度值也由按尺度压缩比例因子推算得出，此时，由温度坐标系转换到融合后的高度坐标系。