一种利用垃圾吊变频信号称重的方法、终端设备及介质与流程

1.本发明涉及垃圾管理领域，尤其涉及一种利用垃圾吊变频信号称重的方法、终端设备及介质。


背景技术：

2.早期针对垃圾焚烧发电厂的垃圾吊称重传感器存在经常被垃圾池内的腐蚀性气体腐蚀损坏的问题，为了解决该问题，开发了一种利用垃圾起重变频器的运行数据来实现垃圾称重的设备(即变频称重设备)。由于变频称重设备解决行业困扰，因此受到众多客户的青睐，但变频称重设备在长期的使用过程中也逐渐暴露出一些其他的问题：
3.(1)算法精度受限于变频器本身的数据精度；
4.由于称重的数据是由变频器的运行数据(力矩、转速、电流等)
5.通过公式间接运算而来，所以变频器本身的数据如果精度不高，那么称重的数据也就难以准确。而实际运用过程中确实出现了不同品牌的变频器带来了称重精度的差异。
6.(2)焚烧炉投料记录时机不准确；
7.由于垃圾吊称重的目的是为了计量垃圾焚烧的重量，所以只有当垃圾吊投入焚烧炉后，其称重数据才能被纳入统计；现有的垃圾投料信号是来源客户自身的dcs系统，然而dcs对投料信号的获取依靠的是垃圾吊行车中编码器的信号(即行车运行到投料口的时候)；可是这类识别行车位置的编码器由于也是安装在垃圾池内，受到腐蚀性气体的腐蚀，导致其也经常失灵或不准，经常出现不触发或者误触发的信号。
8.虽然问题(1)中单次测量对误差影响不大，问题(2)发生的频率很低，但是两者常年累月积累下来，则难免对于垃圾投加的总量带来较大的差距。


技术实现要素：

9.为了解决上述问题，本发明提出了一种利用垃圾吊变频信号称重的方法、终端设备及介质。
10.具体方案如下：
11.一种利用垃圾吊变频信号称重的方法，包括以下步骤：
12.s1：采集垃圾吊历史运行过程中不同时刻的变频器的有效电流值和抓斗抓取垃圾的标准重量，将所有时刻的效电流值和标准重量组成训练集；
13.s2：针对训练集采用自然曲线进行拟合，得到对应的回归方程y＝f(x)，其中，x表示有效电流值，y表示标准重量，f()表示拟合方程；
14.s3：通过回归方程和运行过程中的有效电流值，对垃圾吊抓斗抓取垃圾的重量进行预测；
15.s4：实时采集抓斗抓取垃圾过程的视频，并基于采集的视频对垃圾被抓取的动作进行视觉识别，根据视觉识别的结果判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号，并将最近一次预测的重量设定为该序号对应的抓斗抓取垃圾的重量并进行记录。
16.进一步的，步骤s2中拟合采用四参数方程进行：
[0017][0018]
其中，a、b、c和d为待确定的四个参数。
[0019]
进一步的，步骤s4中实时采集抓斗抓取垃圾过程的视频，并基于采集的视频对垃圾被抓取的动作进行视觉识别的过程包括：
[0020]
s41：通过多台第一摄像装置对应拍摄不同垃圾吊抓斗运行过程中的视频，并将视频传输至垃圾吊操作室的不同显示装置内；
[0021]
s42：通过第二摄像装置同时对所有显示装置的显示画面进行拍摄，基于画面动态捕捉功能，从第二摄像装置拍摄的视频中实时获取抓斗抓取垃圾投入燃烧炉的视频片段，并从视频片段内提取垃圾被抓取的动作。
[0022]
进一步的，步骤s4中根据视觉识别的结果判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号的过程还包括：采集垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，结合视觉识别的结果、垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号。
[0023]
进一步的，视觉识别的结果为垃圾是否被抓取，垃圾吊的行车运行信息为行车是否在移动，垃圾吊抓斗的工作信息为抓斗是否进行打开或闭合；结合视觉识别的结果、垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号的具体方法为：如果该序号对应的行车没有移动、该序号对应的抓斗具有闭合后再打开的状态，且该序号对应的垃圾被抓取，则判定该序号为投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号。
[0024]
进一步的，还包括s6：通过c/s或b/s结构，将抓斗抓取垃圾的重量的记录信息通过客户端或网页的形式进行发布。
[0025]
进一步的，记录信息根据年、月、日等需求自动生成数据报表，并自动进行累计或平均运算，将自动生成的数据报表进行发布。
[0026]
一种利用垃圾吊变频信号称重的终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
[0027]
一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述的方法的步骤。
[0028]
本发明采用如上技术方案，并具有有益效果：
[0029]
(1)采用统计分析算法建立回归模型的方式，可有效消除理论上算法和实际应用中存在的隐变量的干扰，更从原理上提高了称重统计结果上的精度，经试验测试可将统计误差降低到1.0％以内。
[0030]
(2)通过视频分析结合行车、抓斗信号来识别垃圾投料的情况，无需再获取dcs的投料位置信号，避免了在垃圾池内安装位置传感器易损坏、易误判的问题。
[0031]
(3)采用c/s或b/s结构数据报表发布结构，实现了垃圾投料数据可同步共享给全场中控、值长或其他需求单位等多部门实时查询，并为全厂mes系统提供数据接口。
附图说明
[0032]
图1所示为本发明实施例一的流程图。
[0033]
图2所示为该实施例中拟合曲线示意图。
具体实施方式
[0034]
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图。这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理。配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点。
[0035]
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
[0036]
实施例一：
[0037]
本发明实施例提供了一种利用垃圾吊变频信号称重的方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：
[0038]
s1：采集垃圾吊历史运行过程中不同时刻的变频器的有效电流值和抓斗抓取垃圾的标准重量，将所有时刻的效电流值和标准重量组成训练集。
[0039]
该实施例中通过有效数据截取的方法来获取变频器的有效电流值，抓斗抓取垃圾的标准重量可以通过标准砝码称取或通过有效力矩的计算方式获取，在此不做限制。该实施例中将同一时刻的有效电流值和标准重量作为训练集中的一组数据，具体采集了200
‑
300组数据。
[0040]
s2：针对训练集采用自然曲线进行拟合，得到对应的回归方程y＝f(x)，其中，x表示有效电流值，y表示标准重量，f()表示拟合方程。
[0041]
该实施例将优选采用下列四参数方程进行拟合：
[0042][0043]
其中，a、b、c和d为待确定的四个参数。
[0044]
拟合可以采用matlab或python工具进行，在此不做限制，拟合曲线如图2所示。
[0045]
s3：通过回归方程和运行过程中的有效电流值，对垃圾吊抓斗抓取垃圾的重量进行预测。
[0046]
在获取拟合后的回归方程后，针对实时采集的有效电流值，将其代入回归方程内即可得到对应时刻的抓斗抓取垃圾的重量。
[0047]
s4：实时采集抓斗抓取垃圾过程的视频，并基于采集的视频对垃圾被抓取的动作进行视觉识别，根据视觉识别的结果判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号，并将最近一次预测的重量设定为该序号对应的抓斗抓取垃圾的重量并进行记录。
[0048]
由于抓斗抓取垃圾的重量在垃圾吊的运行操作过程中实时刷新，然而只有投入燃烧炉的数据，才需要被记录，因此，还需要对抓取垃圾是否被投入燃烧炉进行判定。该实施例中采用实时拍摄的视频基于视觉识别进行判定，其中实时采集抓斗抓取垃圾过程的视频，并基于采集的视频对垃圾被抓取的动作进行视觉识别的过程包括：
[0049]
s41：通过多台第一摄像装置对应拍摄不同垃圾吊抓斗运行过程中的视频，并将视频传输至垃圾吊操作室的不同显示装置内。
[0050]
s42：通过第二摄像装置同时对所有显示装置的显示画面进行拍摄，基于画面动态捕捉功能，从第二摄像装置拍摄的视频中实时获取抓斗抓取垃圾投入燃烧炉的视频片段，并从视频片段内提取垃圾被抓取的动作。
[0051]
第一摄像装置和第二摄像装置均可以采用摄像头，显示装置可以采用显示器。由于包括多台垃圾吊同时工作，不同垃圾吊抓斗抓取垃圾的重量需要分别记录，因此，采用不同的第一摄像装置分别对应拍摄不同的垃圾吊抓斗的运行过程，并对其进行与垃圾吊对应的编号，如第一台垃圾吊和其抓斗编号为n，则用于拍摄第一台垃圾吊所抓取垃圾的第一摄像装置拍摄的视频也编号为n。
[0052]
进一步的，由于行车的移动所造成的不同位置的光投影可能对第一摄像装置所拍摄的视频内容进行干扰，容易造成垃圾被抓取的误判断，因此为了能够准确的判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号，该实施例中根据视觉识别的结果判断投入燃烧炉的抓斗的序号的过程还包括：采集垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，结合视觉识别的结果、垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号。
[0053]
具体的，视觉识别的结果为垃圾是否被抓取，由于垃圾没被抓取前是静止不动的，如果被抓斗抓取，则会有翻滚现象，从拍摄的视频中通过视觉识别可以识别到垃圾的移动，则可判定垃圾被抓取。垃圾吊的行车运行信息为行车是否在移动，行车变频器的转速等可以进行判断。垃圾吊抓斗的工作信息为抓斗是否进行打开或闭合。垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息通过无线通讯方式进行采集。结合视觉识别的结果、垃圾吊的行车运行信息和垃圾吊抓斗的工作信息，判断投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号的具体方法为：如果该序号对应的行车没有移动、该序号对应的抓斗具有闭合后再打开的状态，且该序号对应的垃圾被抓取，则判定该序号为投入燃烧炉的垃圾对应的抓斗的序号。
[0054]
进一步的，该实施例中还包括s5：通过c/s或b/s结构，将抓斗抓取垃圾的重量的记录信息通过客户端或网页的形式进行发布。
[0055]
记录信息可以根据年、月、日等需求自动生成数据报表，并自动进行累计或平均运算，将自动生成的数据报表进行发布。
[0056]
所述发布支持实时发布，并支持多地同时查看。
[0057]
本实施例具有以下有益效果：
[0058]
(1)采用统计分析算法建立回归模型的方式，可有效消除理论上算法和实际应用中存在的隐变量的干扰，更从原理上提高了称重统计结果上的精度，经试验测试可将统计误差降低到1.0％以内。
[0059]
(2)通过视频分析结合行车、抓斗信号来识别垃圾投料的情况，无需再获取dcs的投料位置信号，避免了在垃圾池内安装位置传感器易损坏、易误判的问题。
[0060]
(3)采用c/s或b/s结构数据报表发布结构，实现了垃圾投料数据可同步共享给全场中控、值长或其他需求单位等多部门实时查询，并为全厂mes系统提供数据接口。
[0061]
实施例二：
[0062]
本发明还提供一种利用垃圾吊变频信号称重的终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现本发明实施例一的上述方法实施例中的步骤。
[0063]
进一步地，作为一个可执行方案，所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备可以是桌上型计算机、笔记本、掌上电脑及云端服务器等计算设备。所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备可包括，但不仅限于，处理器、存储器。本领域技术人员可以理解，上述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的组成结构仅仅是利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的示例，并不构成对利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的限定，可以包括比上述更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等，本发明实施例对此不做限定。
[0064]
进一步地，作为一个可执行方案，所称处理器可以是中央处理单元(central processing unit，cpu)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(digital signal processor，dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，asic)、现场可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等，所述处理器是所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的各个部分。
[0065]
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡(smart media card,smc)，安全数字(secure digital,sd)卡，闪存卡(flash card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
[0066]
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例上述方法的步骤。
[0067]
所述利用垃圾吊变频信号称重的终端设备集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、u盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(rom，read
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only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)以及软件分发介质等。
[0068]
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。