一种面向矿物泡沫浮选的嵌入式泡沫流速测量系统及方法

摘要

本发明公开了一种面向矿物泡沫浮选的泡沫流速测量系统及方法。本发明构建了嵌入式浮选泡沫采集平台，以工业摄像机获取矿物浮选过程中泡沫图像为基础，针对采集到的图像在DSP处理器内完成图像的预处理，利用当前帧和参考帧中图像块的相关性分析方法提取了泡沫速度特征。本发明所阐述的嵌入式解决方案通过分析泡沫图像得到泡沫速度特征，作为一种生产状态重要的参考指标，可实时反映生产状况，具有体积小、成本低、功耗低、可靠性高，特别适用于选矿厂等环境恶劣、难以测量泡沫流速的工业现场。

主权项

一种面向矿物泡沫浮选的嵌入式泡沫流速测量方法，其特征在于，使用一种面向矿物泡沫浮选的嵌入式泡沫流速测量系统，包括嵌入式视频处理模块、用于照射浮选槽内泡沫的光源、用于拍摄浮选槽内泡沫图像的工业摄像机、上位计算机和浮选槽，所述的光源设置于浮选槽上方，所述的工业摄像机与光源平行安装且与光源高度相同，所述的嵌入式视频处理模块与计算机通信连接，所述的嵌入式视频处理模块包括处理器、视频解码单元和存储单元，所述的处理器分别与视频解码单元和存储单元通信连接，所述的视频解码单元通信连接工业摄像机，处理器通信连接至上位计算机；包括以下步骤：步骤一：光源照射泡沫表面，工业摄像机拍摄被照射的泡沫表面并输出PAL制式视频传输至视频解码单元；步骤二：视频解码单元将模拟图像信息转换成数字图像数据，并存储到存储单元中；步骤三：处理器对存储到存储单元中的图像数据进行处理，得出泡沫流速；图像数据处理步骤包括：步骤(1)：将存储单元存储的当前帧和前一帧图像进行灰度化处理，并将灰度化后的两帧图像存储在存储单元中；步骤(2)：对转换后的灰度图像采用直方图均衡化增强图像对比度，统计图像中每个灰度级的像素出现的概率并通过对其均匀处理的变换函数对图像进行灰度变换，最终得到直方图均衡化后的图像；步骤(3)：选取当前帧的前一帧图像为参考帧，将参考帧和当前帧图像以像素为基本单位划分为64*64大小子区域，分别对参考帧和当前帧的子区域在水平和垂直方向灰度投影并对相同子区域进行相关运算，得到当前帧所有子区域相对于参考帧水平和垂直方向的运动矢量；在所有子区域运动矢量的基础上，根据六参数仿射模型和最小二乘法计算当前帧相对于参考帧的全局运动矢量；由计算得到的水平和垂直两个方向的运动矢量能够计算出最终的泡沫移动速度，连续计算一秒钟内所有25帧图像中泡沫的速度，求取平均速度即为流速。步骤四：将得到的泡沫流速传输到上位计算机的数据库中。