[发明专利]连铸铸坯表面温度分布测量方法及装置

权利要求书

1.一种连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取铸坯的红外图像；

对所述红外图像进行矫正，包括：对所述红外图像的像素坐标进行空间畸变矫正，具体过程包括：

x'＝(u-c_x)/f_x

y'＝(v-c_y)/f_y

r²＝x'²+y'²

x”＝(1+kr²)x'

y”＝(1+kr²)y'

x＝x″f_x+c_x

y＝y″f_y+c_y

其中，(u,v)为矫正前红外图像中像素坐标，(x,y)为矫正后红外图像坐标，c_x，c_y为图像变换原点，(x’,y’)为平移焦距缩放后的图像坐标，r为x’,y’坐标系中坐标点距离原点的距离，(x”,y”)为畸变缩放后的坐标，k为红外相机焦距的经验参数，根据焦距大小取大于0的数值，f_x与f_y为红外相机视场角及图像大小的函数，具有如下形式：

其中，W、H分别为红外图像的宽度和高度，θ_x和θ_y分别为红外相机的宽度和长度方向的视场角；

识别矫正后的红外图像中的铸坯目标，并获取所述铸坯目标表面的多个测温点对应的红外温度值，包括：设定检测区域；若所述铸坯目标进入所述检测区域，则持续采集所述检测区域内分布在所述铸坯目标表面的多个测温点的对应的像素强度值，将所述像素强度值映射为红外温度值，以得到多个所述红外温度值，其中，所述检测区域具有前区域标识线、后区域标识线和数据记录位标识线，所述数据记录位标识线位于所述前区域标识线和后区域标识线之间，且靠近所述前区域标识线布置，其中，所述前区域标识线、后区域标识线和数据记录位标识线的位置可调，使所述铸坯目标的长度分别小于所述前区域标识线和后区域标识线之间的距离，以及数据记录位标识线和后区域标识线之间的距离；

根据多个所述红外温度值得到所述铸坯表面的温度分布。

2.根据权利要求1所述的连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，所述识别矫正后的红外图像中的铸坯目标，包括：

根据所述红外图像中所述铸坯的头部标识和尾部标识识别所述铸坯目标。

3.根据权利要求2所述的连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，所述获取所述铸坯目标表面的多个测温点对应的红外温度值，进一步包括：

若所述铸坯目标离开所述检测区域，则停止获取多个所述红外温度值，并保存多个所述红外温度值。

4.根据权利要求3所述的连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，当所述铸坯目标的头部和尾部均位于所述前区域标识线和后区域标识线之间时，确定所述铸坯目标进入所述检测区域；

当所述铸坯目标的头部达到所述数据记录位标识线时，获取所述铸坯目标表面的多个测温点对应的红外温度值；

当所述铸坯目标的头部达到所述前区域标识线时，确定所述铸坯目标离开所述检测区域。

5.根据权利要求1-4任一项所述的连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，所述检测区域被构造为矩形区域。

6.根据权利要求1所述的连铸铸坯表面温度分布测量方法，其特征在于，所述根据多个所述红外温度值得到所述铸坯表面的温度分布，包括：

将多个所述红外温度值对应的多个温度测量点在所述铸坯目标上的像素点坐标，转换为对应于所述铸坯上实际位置的物理坐标；

根据所述物理坐标与对应的红外温度值生成所述铸坯表面的温度分布。

7.一种连铸铸坯表面温度分布测量装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取铸坯的红外图像；

矫正模块，用于对所述红外图像进行矫正，包括：对所述红外图像的像素坐标进行空间畸变矫正，具体过程包括：

x'＝(u-c_x)/f_x

y'＝(v-c_y)/f_y

r²＝x'²+y'²

x”＝(1+kr²)x'

y”＝(1+kr²)y'

x＝x″f_x+c_x

y＝y″f_y+c_y

其中，(u,v)为矫正前红外图像中像素坐标，(x,y)为矫正后红外图像坐标，c_x，c_y为图像变换原点，(x’,y’)为平移焦距缩放后的图像坐标，r为x’,y’坐标系中坐标点距离原点的距离，(x”,y”)为畸变缩放后的坐标，k为红外相机焦距的经验参数，根据焦距大小取大于0的数值，f_x与f_y为红外相机视场角及图像大小的函数，具有如下形式：

其中，W、H分别为红外图像的宽度和高度，θ_x和θ_y分别为红外相机的宽度和长度方向的视场角；

处理模块，用于识别矫正后的红外图像中的铸坯目标，并获取所述铸坯目标表面的多个测温点对应的红外温度值，包括：设定检测区域；若所述铸坯目标进入所述检测区域，则持续采集所述检测区域内分布在所述铸坯目标表面的多个测温点的对应的像素强度值，将所述像素强度值映射为红外温度值，以得到多个所述红外温度值，其中，所述检测区域具有前区域标识线、后区域标识线和数据记录位标识线，所述数据记录位标识线位于所述前区域标识线和后区域标识线之间，且靠近所述前区域标识线布置，其中，所述前区域标识线、后区域标识线和数据记录位标识线的位置可调，使所述铸坯目标的长度分别小于所述前区域标识线和后区域标识线之间的距离，以及数据记录位标识线和后区域标识线之间的距离；

生成模块，用于根据多个所述红外温度值生成所述铸坯表面的温度分布。