RU2811810C1

RU2811810C1 - System and method for determining three-dimensional information about metallurgical vessel and its modification

Info

Publication number: RU2811810C1
Application number: RU2022122119A
Authority: RU
Inventors: Роми-Софи КАТЦ; Грегор Ламмер
Original assignee: Рефрактори Интеллектуал Проперти Гмбх Унд Ко. Кг
Priority date: 2020-01-16
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2024-01-17

Abstract

FIELD: metallurgy; computer technology.

SUBSTANCE: means for determining 3D information about a metallurgical vessel. A method for determining 3D information of the interior of a metallurgical vessel includes capturing the first optical image of at least one first interior of the metallurgical vessel from a position of the first imaging device outside the metallurgical vessel along the first optical axis; capturing the second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a position of the second imaging device outside the metallurgical vessel along the second optical axis; calculating 3D information about at least one internal part of the metallurgical vessel; wherein the first optical image is captured from a stationary position of the first imaging device along the first stationary optical axis and the second optical image is captured from a stationary position of the second imaging device along the second stationary optical axis.

EFFECT: ability to obtain 3D information about a large area of the internal space of a metallurgical vessel with high accuracy and in a short period of time.

15 cl, 8 dwg

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретениеField of technology to which the present invention relates

Настоящее изобретение относится к системе и способу определения трехмерной (3D) информации о металлургическом сосуде и выявления его модификации. В частности, настоящее изобретение относится к системе и способу определения реконструкции поверхности металлургического сосуда, а также к выявлению его модификации, например, износа огнеупорного материала такого сосуда после определенного периода эксплуатации.The present invention relates to a system and method for determining three-dimensional (3D) information about a metallurgical vessel and detecting its modification. In particular, the present invention relates to a system and method for determining the reconstruction of the surface of a metallurgical vessel, as well as identifying its modification, for example, wear of the refractory material of such a vessel after a certain period of operation.

Уровень техникиState of the art

Металлургический сосуд обычно содержит огнеупорную футеровку внутри стального кожуха. Огнеупорная футеровка выполняет функцию теплоизоляции, и она защищает стальной кожух, например, во время обработки и транспортировки горячего расплавленного металла внутри металлургического сосуда. На стадии обработки или транспортировки огнеупорная футеровка обычно изнашивается. Этот износ приводит к модификации поверхности огнеупорной футеровки во внутреннем пространстве (внутри) металлургического сосуда. Системы измерения износа огнеупорной футеровки раскрыты в документе EP 2558816 B1, где для получения контура футеровки используется лазерный сканер. Система измерений, использующая стерео-матричную камеру на манипуляторе, раскрыта в документе WO 03/081157 A1.A metallurgical vessel typically contains a refractory lining within a steel casing. The refractory lining serves as a thermal insulator, and it protects the steel casing, for example, during the processing and transportation of hot molten metal inside a metallurgical vessel. During the processing or transportation stage, the refractory lining usually wears out. This wear results in modification of the surface of the refractory lining in the interior (inside) of the metallurgical vessel. Systems for measuring the wear of refractory linings are disclosed in EP 2558816 B1, where a laser scanner is used to obtain the outline of the lining. A measurement system using a stereo matrix camera on a manipulator is disclosed in WO 03/081157 A1.

Авторы настоящего изобретения пришли к выводу, что получение 3D-информации, такой как реконструкция поверхности (в частности, внутренней) металлургического сосуда, представляется весьма желательным. В общем, такая 3D-информация о металлургическом сосуде может оказаться полезной во многих сферах применения, например, для выявления износа или при определении остаточной толщины стенок и т.д. Эти значения важны для обеспечения безопасности использования металлургического сосуда. Для достоверного выявления отклонений, например, по причинам безопасности, к примеру, с целью предотвращения разрывов на основании полученной 3D-информации эта 3D-информация должна характеризоваться высокой точностью и воспроизводимостью. Лазерные сканеры, соответственно, не могут обеспечить такую высокую точность за сопоставимое время, так как при использовании таких сканеров должны быть последовательно замерены все точки, что приводит к продлению времени измерения при увеличении количества точек замера. Настоящее изобретение обеспечивает воспроизводимое и быстрое выявление сверхбольшого количества точек замера. В частности, настоящее изобретение позволяет получать 3D-информацию о большой площади внутреннего пространства (или даже обо всем внутреннем пространстве) металлургического сосуда с высокой точностью и за короткий период времени.The present inventors have concluded that obtaining 3D information such as reconstruction of the surface (particularly the interior) of a metallurgical vessel is highly desirable. In general, such 3D information about a metallurgical vessel can be useful in many applications, such as wear detection or residual wall thickness determination, etc. These values are important to ensure the safe use of the metallurgical vessel. To reliably detect deviations, for example for safety reasons, for example to prevent ruptures, based on the obtained 3D information, this 3D information must be characterized by high accuracy and reproducibility. Laser scanners, accordingly, cannot provide such high accuracy in a comparable time, since when using such scanners all points must be measured sequentially, which leads to an extension of the measurement time when the number of measurement points increases. The present invention enables reproducible and rapid identification of an extremely large number of measurement points. In particular, the present invention makes it possible to obtain 3D information about a large area of the interior space (or even the entire interior space) of a metallurgical vessel with high accuracy and in a short period of time.

Раскрытие изобретенияDisclosure of the Invention

Следовательно, одна из целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить систему и способ определения 3D-информации о металлургическом сосуде или выявления его модификации, причем может быть обеспечена возможность многократного получения 3D-информации или данных о модификации в течение короткого периода времени, и при этом 3D-информация или данные о модификации обладают высокой точностью. В соответствии с одной из дополнительных целей 3D-информация или данные о модификации могут содержать большое количество точек измерения. Одна из дополнительных целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить систему и способ, обеспечивающие возможность определения признаков, влияющих на безопасность при использовании металлургического сосуда.Therefore, one of the objects of the present invention is to provide a system and method for determining 3D information of a metallurgical vessel or detecting modification thereof, wherein it can be possible to obtain 3D information or modification data repeatedly within a short period of time, and This makes the 3D information or modification data highly accurate. According to one additional purpose, the 3D information or modification data may contain a large number of measurement points. One of the additional objects of the present invention is to provide a system and method that enables the determination of features affecting the safety of a metallurgical vessel.

Указанная цель достигается с помощью способа определения 3D-информации о внутренней части металлургического сосуда по п. 1 формулы изобретения.This goal is achieved using a method for determining 3D information about the inside of a metallurgical vessel according to claim 1 of the formula.

Указанная цель достигается с помощью способа определения модификации 3D-информации о внутренней части металлургического сосуда по п. 2 формулы изобретения.This goal is achieved using a method for determining the modification of 3D information about the inside of a metallurgical vessel according to claim 2 of the claims.

Указанная цель достигается с помощью системы формирования изображений для выявления модификации 3D-информации о внутренней части металлургического сосуда по п. 9 формулы изобретения.This goal is achieved using an imaging system to detect modification of 3D information about the inside of a metallurgical vessel according to claim 9 of the claims.

Указанная цель достигается с помощью устройства обработки данных для определения 3D-информации о внутренней части металлургического сосуда по п. 12 формулы изобретения.This goal is achieved using a data processing device for determining 3D information about the inside of a metallurgical vessel according to claim 12 of the claims.

Указанная цель достигается с помощью устройства обработки данных для выявления модификации внутренней части металлургического сосуда по п. 13 формулы изобретения.This goal is achieved using a data processing device for detecting modifications to the internal part of a metallurgical vessel according to claim 13 of the claims.

Указанная цель достигается с помощью системы для выявления модификации внутренней части металлургического сосуда или определения 3D-информации о внутренней части металлургического сосуда по п. 14 формулы изобретения.This goal is achieved by using a system for detecting modification of the interior of a metallurgical vessel or determining 3D information about the interior of a metallurgical vessel according to claim 14 of the claims.

Основная идея настоящего изобретения заключается в том, чтобы обеспечить получение, по меньшей мере, двух оптических изображений металлургического сосуда с устройств формирования изображений, располагающихся в разных положениях за пределами металлургического сосуда, и рассчитать 3D-информацию или модификацию металлургического сосуда.The basic idea of the present invention is to obtain at least two optical images of a metallurgical vessel from imaging devices located at different positions outside the metallurgical vessel, and to calculate 3D information or modification of the metallurgical vessel.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью способа определения 3D-информации, в частности, облака точек, или 3D-реконструкции поверхности, или 3D-объекта внутренней части металлургического сосуда, предусматривающего выполнение следующих стадий:In a first embodiment of the present invention, this object is achieved by a method for determining 3D information, in particular a point cloud, or a 3D reconstruction of a surface, or a 3D object of the interior of a metallurgical vessel, comprising the following steps:

подготовку металлургического сосуда;preparation of a metallurgical vessel;

захват первого оптического изображения, по меньшей мере, одной первой внутренней части металлургического сосуда из положения первого устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по первой оптической оси с помощью первого устройства формирования изображений;capturing a first optical image of at least one first interior portion of the metallurgical vessel from a position of the first imaging device outside the metallurgical vessel along a first optical axis by the first imaging device;

захват второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из положения второго устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по второй оптической оси с помощью второго устройства формирования изображений;capturing a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a position of the second imaging device outside the metallurgical vessel along a second optical axis by the second imaging device;

расчет 3D-информации, такой как облако точек, или 3D-реконструкция поверхности, или 3D-объект в отношении, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда, по меньшей мере, по первому оптическому изображению и второму оптическому изображению;calculating 3D information, such as a point cloud, or a 3D surface reconstruction, or a 3D object with respect to at least one interior portion of the metallurgical vessel, from at least the first optical image and the second optical image;

при этом первое оптическое изображение захватывается из неподвижного положения первого устройства формирования изображений с первой неподвижной оптической осью, а второе оптическое изображение захватывается из неподвижного положения второго устройства формирования изображений со второй неподвижной оптической осью; иwherein a first optical image is captured from a stationary position of the first image forming device with a first stationary optical axis, and a second optical image is captured from a stationary position of the second image forming device with a second stationary optical axis; And

в необязательном варианте: сохранение 3D-информации, по меньшей мере, об одной внутренней части металлургического сосуда.optionally: storing 3D information about at least one interior portion of the metallurgical vessel.

Во втором варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью способа выявления модификации внутренней части металлургического сосуда, предусматривающего выполнение следующих стадий:In a second embodiment of the present invention, this object is achieved by a method for detecting modification of the interior of a metallurgical vessel, comprising the following steps:

выявление модификации, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда путем сравнения рассчитанной 3D-информации с ранее сохраненной 3D-информацией о металлургическом сосуде;detecting modification of at least one internal part of the metallurgical vessel by comparing the calculated 3D information with previously stored 3D information about the metallurgical vessel;

в необязательном варианте: генерирование выходных данных на основании выявленной модификации, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда.optionally: generating output data based on the detected modification of at least one internal part of the metallurgical vessel.

В третьем варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью системы формирования изображений для выявления модификации или определения 3D-информации, в частности, облака точек, или 3D-реконструкции поверхности, или 3D-объекта внутренней части металлургического сосуда, содержащей:In a third embodiment of the present invention, this object is achieved by using an imaging system for detecting modification or determining 3D information, in particular, a point cloud, or a 3D reconstruction of a surface, or a 3D object of the interior of a metallurgical vessel, comprising:

первое устройство формирования изображений для захвата первого оптического изображения, по меньшей мере, одной первой внутренней части металлургического сосуда из положения первого устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по первой оптической оси;a first imaging device for capturing a first optical image of at least one first interior portion of the metallurgical vessel from a position of the first imaging device outside the metallurgical vessel along a first optical axis;

второе устройство формирования изображений для захвата второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из положения второго устройства формирования изображений по второй оптической оси; иa second imaging device for capturing a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a position of the second imaging device along a second optical axis; And

устройство обмена данными, соединенное с первым устройством формирования изображений и вторым устройством формирования изображений, причем устройство обмена данными запрограммировано на выполнение следующих действий:a communication device coupled to the first imaging device and the second imaging device, the communication device being programmed to perform the following actions:

приема первого оптического изображения с первого устройства формирования изображений;receiving a first optical image from a first imaging device;

приема второго оптического изображения со второго устройства формирования изображений;receiving a second optical image from a second imaging device;

передачи первого оптического изображения предпочтительно на устройство обработки данных согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения;transmitting the first optical image preferably to a data processing device according to a fourth embodiment of the present invention;

передачи второго оптического изображения предпочтительно на устройство обработки данных согласно четвертому варианту осуществления настоящего изобретения; иtransmitting the second optical image preferably to a data processing device according to a fourth embodiment of the present invention; And

в необязательном варианте: приема выходных данных на основании выявленной модификации или 3D-информации, предпочтительно полученной от устройства обработки данных;optionally: receiving output data based on the detected modification or 3D information, preferably received from the data processing device;

при этом:wherein:

первое устройство формирования изображений для захвата первого оптического изображения установлено в неподвижном положении первого устройства формирования изображений с первой неподвижной оптической осью; аa first image forming apparatus for capturing a first optical image is mounted in a fixed position of the first image forming apparatus with a first fixed optical axis; A

второе устройство формирования изображений для захвата второго оптического изображения установлено в неподвижном положении второго устройства формирования изображений со второй неподвижной оптической осью.a second image forming device for capturing a second optical image is mounted in a fixed position of the second image forming device with a second fixed optical axis.

В четвертом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью устройства обработки данных для определения 3D-информации, в частности, облака точек, или 3D-реконструкции поверхности, или 3D-объекта внутренней части металлургического сосуда (50), которое запрограммировано на выполнение следующих действий:In a fourth embodiment of the present invention, this object is achieved by a processing device for determining 3D information, in particular a point cloud, or a 3D surface reconstruction, or a 3D object of the interior of a metallurgical vessel (50), which is programmed to perform the following actions :

приема первого оптического изображения, по меньшей мере, одной первой внутренней части металлургического сосуда из системы формирования изображений согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;receiving a first optical image of at least one first interior portion of the metallurgical vessel from an imaging system according to a third embodiment of the present invention;

приема второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из системы формирования изображений согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения;receiving a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from an imaging system according to a third embodiment of the present invention;

расчета 3D-информации, такой как облако точек, или 3D-реконструкция поверхности, или 3D-объект в отношении, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда, по меньшей мере, по полученному первому оптическому изображению и полученному второму оптическому изображению; иcalculating 3D information, such as a point cloud, or a 3D surface reconstruction, or a 3D object with respect to at least one interior portion of the metallurgical vessel, from at least the acquired first optical image and the acquired second optical image; And

в необязательном варианте: передачи 3D-информации, по меньшей мере, об одной внутренней части металлургического сосуда предпочтительно на устройство обмена данными системы формирования изображений согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, причем эта 3D-информация включает в себя облако точек, или 3D-реконструкцию поверхности, или 3D-объект.optionally: transmitting 3D information about at least one interior portion of the metallurgical vessel, preferably to a communication device of an imaging system according to a third embodiment of the present invention, wherein the 3D information includes a point cloud, or a 3D surface reconstruction , or 3D object.

В пятом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью устройства обработки данных для выявления модификации внутренней части металлургического сосуда, которое запрограммировано на выполнение следующих действий:In a fifth embodiment of the present invention, this object is achieved by using a processing device for detecting modification of the interior of a metallurgical vessel, which is programmed to perform the following actions:

расчета 3D-информации, такой как облако точек, или 3D-реконструкция поверхности, или 3D-объект в отношении, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда, по меньшей мере, по полученному первому оптическому изображению и полученному второму оптическому изображению;calculating 3D information, such as a point cloud, or a 3D surface reconstruction, or a 3D object with respect to at least one interior portion of the metallurgical vessel, from at least the acquired first optical image and the acquired second optical image;

выявление модификации, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда путем сравнения рассчитанной 3D-информации с ранее сохраненной 3D-информацией о металлургическом сосуде; иdetecting modification of at least one internal part of the metallurgical vessel by comparing the calculated 3D information with previously stored 3D information about the metallurgical vessel; And

в необязательном варианте: передачи выходных данных на основании выявленной модификации, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда предпочтительно на устройство обмена данными системы формирования изображений согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения.optionally: transmitting output data based on the detected modification of the at least one internal part of the metallurgical vessel, preferably to a communication device of the imaging system according to the third embodiment of the present invention.

В шестом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью системы выявления модификации 3D-информации, в частности, облака точек, или 3D-реконструкции поверхности, или 3D-объекта внутренней части металлургического сосуда, содержащей:In a sixth embodiment of the present invention, this object is achieved by a system for detecting modification of 3D information, in particular a point cloud, or a 3D reconstruction of a surface, or a 3D object of the interior of a metallurgical vessel, comprising:

систему формирования изображений согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения, соединенную с устройством обработки данных согласно четвертому или пятому варианту осуществления настоящего изобретения;an imaging system according to a third embodiment of the present invention coupled to a data processing apparatus according to a fourth or fifth embodiment of the present invention;

при этом устройство обмена данными системы формирования изображений запрограммировано на выполнение следующих действий:In this case, the data exchange device of the imaging system is programmed to perform the following actions:

передачи первого оптического изображения на устройство обработки данных;transmitting the first optical image to a data processing device;

передачи второго оптического изображения на устройство обработки данных; иtransmitting the second optical image to the data processing device; And

приема 3D-информации или выходных данных на основании выявленной модификации из устройства обработки данных;receiving 3D information or output data based on the detected modification from the data processing device;

при этом устройство обработки данных запрограммировано на выполнение следующих действий:in this case, the data processing device is programmed to perform the following actions:

приема первого оптического изображения, по меньшей мере, одной первой внутренней части металлургического сосуда из устройства обмена данными системы формирования изображений;receiving a first optical image of at least one first interior portion of the metallurgical vessel from a communication device of the imaging system;

приема второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из устройства обмена данными системы формирования изображений; иreceiving a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a communication device of the imaging system; And

передачи рассчитанной 3D-информации или выходных данных на основании выявленной модификации, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда на устройство обмена данными системы формирования изображений.transmitting the calculated 3D information or output data based on the detected modification of at least one internal part of the metallurgical vessel to a data exchange device of the imaging system.

В альтернативном шестом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью системы определения 3D-информации, в частности, облака точек, или 3D-реконструкции поверхности, или 3D-объекта внутренней части металлургического сосуда, содержащей:In an alternative sixth embodiment of the present invention, this object is achieved by a system for determining 3D information, in particular a point cloud, or a 3D reconstruction of a surface, or a 3D object of the interior of a metallurgical vessel, comprising:

второе устройство формирования изображений для захвата второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из положения второго устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по второй оптической оси; иa second imaging device for capturing a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a position of the second imaging device outside the metallurgical vessel along a second optical axis; And

устройство обработки данных согласно настоящему изобретению;a data processing device according to the present invention;

при этом:wherein:

прием первого оптического изображения осуществляется путем приема первого оптического изображения с первого устройства формирования изображений; аreceiving the first optical image is performed by receiving the first optical image from the first image forming apparatus; A

прием второго оптического изображения осуществляется путем приема второго оптического изображения со второго устройства формирования изображений.receiving the second optical image is accomplished by receiving the second optical image from the second imaging device.

В альтернативном седьмом варианте осуществления настоящего изобретения указанная цель достигается с помощью системы выявления модификации внутренней части металлургического сосуда, содержащей:In an alternative seventh embodiment of the present invention, this object is achieved by a system for detecting modification of the interior of a metallurgical vessel, comprising:

при этом:wherein:

В первом и втором вариантах осуществления настоящего изобретения на первой стадии осуществляется подготовка металлургического сосуда. Металлургический сосуд предпочтительно представляет собой одно из следующих устройств: сталеразливочный ковш, основную кислородную печь, дуговую сталеплавильную печь, аргоно-кислородный конвертер (с аргоно-кислородным обезуглероживанием). Последующие стадии предпочтительно представляют собой компьютеризированные стадии, вследствие чего эти стадии могут запускаться или выполняться с помощью программного кода, реализованного в компьютере.In the first and second embodiments of the present invention, the first step is to prepare the metallurgical vessel. The metallurgical vessel is preferably one of the following: a steel ladle, a main oxygen furnace, an arc steel furnace, an argon-oxygen converter (with argon-oxygen decarburization). Subsequent steps are preferably computerized steps such that the steps can be run or executed by computer code.

Захват первого оптического изображения, по меньшей мере, одной первой внутренней части металлургического сосуда из положения первого устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по первой оптической оси осуществляется первым устройством формирования изображений, например, первой цифровой камерой. Захват второго оптического изображения, по меньшей мере, одной второй внутренней части металлургического сосуда из положения второго устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по второй оптической оси осуществляется вторым устройством формирования изображений, например, второй цифровой камерой.Capturing a first optical image of at least one first interior portion of the metallurgical vessel from a position of the first imaging device outside the metallurgical vessel along a first optical axis is accomplished by a first imaging device, such as a first digital camera. Capturing a second optical image of at least one second interior portion of the metallurgical vessel from a position of the second imaging device outside the metallurgical vessel along a second optical axis is accomplished by a second imaging device, such as a second digital camera.

Под захватом следует понимать инициирование построения оптического изображения устройством формирования изображений. Захват может осуществляться путем передачи сигнальной команды на устройство формирования изображений для инициации захвата оптического изображения с последующим приемом оптического изображения компьютером, например, приемом таких оптических изображений устройством обработки данных согласно третьему или четвертому варианту осуществления настоящего изобретения. Захват может также осуществляться путем выбора определенного оптического изображения из потока (например, постоянного) оптических изображений, генерируемого устройством формирования изображений, таким как видеокамера, и последующего приема оптического изображения компьютером, например, приема таких оптических изображений устройством обработки данных согласно третьему или четвертому варианту осуществления настоящего изобретения.Capture refers to the initiation of an optical image by the imaging device. Capture may be accomplished by transmitting a signal command to an imaging apparatus to initiate the capture of an optical image, followed by receiving the optical image by a computer, for example, receiving such optical images by a data processing apparatus according to the third or fourth embodiment of the present invention. Capture may also be accomplished by selecting a specific optical image from a stream (eg, continuous) of optical images generated by an imaging device such as a video camera, and then receiving the optical image by a computer, such as receiving such optical images by a data processing device according to the third or fourth embodiment of the present invention.

Под устройством формирования изображений следует понимать электронное устройство для получения оптически различимых точек, обычно содержащее оптическую систему (такую как объектив), датчик (например, датчик на основе ПЗС (приборов с зарядовой связью) или датчик на структуре КМОП (комплементарном металл-оксидном полупроводнике)) и электронную цепь. В предпочтительном варианте устройства формирования изображений (такие как первое и второе устройства формирования изображений) представляют собой цифровые камеры.An imaging device is understood to mean an electronic device for obtaining optically distinguishable points, typically comprising an optical system (such as a lens), a sensor (for example, a CCD (charge-coupled device) sensor, or a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) sensor) ) and an electronic circuit. Preferably, the imaging devices (such as the first and second imaging devices) are digital cameras.

В предпочтительном варианте устройства формирования изображений (такие как первое и второе устройства формирования изображений) располагаются за пределами металлургического сосуда. Авторы настоящего изобретения установили, что размещение устройств формирования изображений за пределами металлургического сосуда обеспечивает некоторые преимущества, например, увеличение угла обзора, что позволяет построить изображение большего участка поверхности, а также, соответственно, захватить большую площадь этой поверхности, где 3D-информация или модификация может определяться каждым используемым устройством формирования изображений. Кроме того, размещение устройств формирования изображений за пределами металлургического сосуда обеспечивает существенное продление срока службы устройства формирования изображений, так как агрессивная среда внутри металлургического сосуда часто требует замены объектива или электроники камеры вследствие повреждения этих элементов, даже в том случае, если устройство формирования изображений активно охлаждается.In a preferred embodiment, the imaging devices (such as the first and second imaging devices) are located outside the metallurgical vessel. The present inventors have found that placing imaging devices outside the metallurgical vessel provides several advantages, such as increasing the viewing angle, which allows a larger area of the surface to be imaged, and therefore a larger area of that surface to be captured, where 3D information or modification can determined by each imaging device used. In addition, placing imaging devices outside the metallurgical vessel provides significant extension of imaging device life, since the harsh environment inside the metallurgical vessel often requires replacement of the lens or camera electronics due to damage to these elements, even if the imaging device is actively cooled .

Трехмерная информация может содержать облако точек, 3D-реконструкцию поверхности или 3D-объект.The 3D information may contain a point cloud, a 3D reconstruction of a surface, or a 3D object.

В предпочтительном варианте 3D-информация содержит облако точек. Облако точек (или трехмерное (3D) облако точек) предпочтительно содержит набор 3D-координат точек, относящихся к соответствующей поверхности, т.е. точек P_i = P_i (x_i, y_i, z_i), где i = 1…n. Такое облако точек может иметь форму таблицы (например, со значениями в колонках для каждого ряда точек: i, x_i, y_i, z_i). В предпочтительном варианте 3D-информация содержит, по меньшей мере, набор из одного миллиона записей; а в более предпочтительном варианте – по меньшей мере, из пяти миллионов записей; как, например, облако точек, содержащее, по меньшей мере, один миллион 3D-координат точек соответствующей поверхности (n ≥ 1000000); а в более предпочтительном варианте - по меньшей мере, пять миллионов 3D-координат точек соответствующей поверхности (n ≥ 5000000).Preferably, the 3D information comprises a point cloud. The point cloud (or three-dimensional (3D) point cloud) preferably contains a set of 3D coordinates of points related to the corresponding surface, i.e. points P _i = P _i (x _i , y _i , z _i ), where i = 1…n. Such a point cloud can be in the form of a table (for example, with values in columns for each row of points: i, x _i , y _i , z _i ). In a preferred embodiment, the 3D information contains at least a set of one million records; and, more preferably, from at least five million records; such as, for example, a point cloud containing at least one million 3D coordinates of points of the corresponding surface (n ≥ 1000000); and, more preferably, at least five million 3D coordinates of points on the corresponding surface (n ≥ 5,000,000).

В предпочтительном варианте 3D-информация содержит 3D-реконструкцию поверхности. Трехмерная реконструкция поверхности может содержать полигональную сетку, соединяющую набор 3D-координат точек соответствующей поверхности (т.е. точек в облаке точек).In a preferred embodiment, the 3D information comprises a 3D reconstruction of the surface. A 3D surface reconstruction may contain a polygonal mesh connecting a set of 3D coordinates of points on the corresponding surface (i.e., points in a point cloud).

В предпочтительном варианте 3D-информация содержит 3D-объект. Трехмерный объект может содержать 3D-реконструкцию замкнутой поверхности.In a preferred embodiment, the 3D information comprises a 3D object. A 3D object may contain a 3D reconstruction of a closed surface.

Расчет трехмерного облака точек, по меньшей мере, одной внутренней части металлургического сосуда, по меньшей мере, по первому оптическому изображению и второму оптическому изображению определяет набор 3D-координат точек поверхности внутренней части металлургического сосуда. Этот расчет может быть выполнен с использованием самых современных методов, например, таких как стерео сопоставление или использование многоракурсного стерео-алгоритма с многоракурсным сопоставлением. В общем, информация о глубине может быть рассчитана методом триангуляции между соответствующими точками изображения в разных изображениях. Расчет 3D-реконструкции поверхности или 3D-объекта может быть выполнен с использованием, например, координат точек в облаке точек и с наложением сетки на эти точки.Calculating a three-dimensional point cloud of at least one interior part of the metallurgical vessel from at least the first optical image and the second optical image determines a set of 3D coordinates of surface points of the interior of the metallurgical vessel. This calculation can be performed using state-of-the-art methods such as stereo matching or using a multi-view stereo algorithm with multi-view matching. In general, depth information can be calculated by triangulating between corresponding image points in different images. A 3D reconstruction of a surface or 3D object can be calculated using, for example, the coordinates of points in a point cloud and overlaying a mesh over those points.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения 3D-информация, по меньшей мере, об одной внутренней части металлургического сосуда может быть предпочтительно сохранена на удаленном (сетевом) накопителе в виде структуры данных, такой как машиночитаемый файл на машиночитаемом носителе данных (в памяти, или на локальном или удаленном диске, или на ином устройстве подобного рода). Трехмерная информация может дополнительно содержать иные значения, например, величину интенсивности, цветовой код, включающий в себя цвет определенного пикселя, или код материала, включающий в себя информацию о материале (например, какой материал детектируется в определенной точке P_i с индексом i, например, металл или огнеупорный материал). Сохраненная 3D-информация может храниться для последующей оценки, например, для сравнения во втором варианте осуществления настоящего изобретения. Сохраненная 3D-информация может представлять собой облако точек, или 3D-реконструкцию поверхности, или 3D-объект с временным шагом t = t0. В случае облака точек она может отображаться в виде точек P_i (t) = P_i (x_i, y_i, z_i) с временным шагом t = t0.In a first embodiment of the present invention, 3D information about at least one interior portion of the metallurgical vessel may be preferably stored on a remote (network) storage device in the form of a data structure, such as a computer-readable file on a computer-readable storage medium (memory, or local or a remote disk, or on another similar device). The three-dimensional information may further include other values, such as an intensity value, a color code including the color of a particular pixel, or a material code including information about the material (for example, what material is detected at a certain point _Pi with index i, e.g. metal or fireproof material). The stored 3D information can be stored for later evaluation, such as comparison, in the second embodiment of the present invention. The stored 3D information can be a point cloud, or a 3D surface reconstruction, or a 3D object with time step t = t0. In the case of a point cloud, it can be displayed in the form of points P _i (t) = P _i (x _i , y _i , z _i ) with a time step t = t0.

Во втором и пятом вариантах осуществления настоящего изобретении выявление модификации металлургического сосуда путем сравнения рассчитанной 3D-информации (например, фактически рассчитанная 3D-информация может содержать облако точек P_i (t1) = P_i (x_i, y_i, z_i) с временным шагом t = t1) с ранее сохраненной 3D-информацией (например, P_i (t0) с временным шагом t = t0) о металлургическом сосуде может осуществляться путем генерирования карты смещения ранее сохраненной 3D-информации относительно фактически рассчитанной 3D-информации (например, P_i (t1) - P_i (t0)). В случае если 3D-облака точек с разным временным шагом (P_i (t1) и P_i (t0)) не содержат одни и те же значения x_i, y_i, z_i, то при сравнении используется интерполяция или усредненные значения с учетом информации по ближайшим соседним точкам. Кроме того, сравнение может выполняться между 3D-информацией в виде 3D-реконструкции поверхности или 3D-объекта (с временным шагом t = t1) и ранее сохраненной 3D-информацией в виде 3D-реконструкции поверхности или 3D-объекта (с временным шагом t = t0). Выявленная разница (например, P_i (t1) - P_i (t0), или с учетом информации по ближайшим соседним точкам, или по 3D-реконструкции поверхности или 3D-объекту), может показывать величину износа между огнеупорной футеровкой, или же она может также показывать любое засорение, например, металлом, прилипшим к огнеупорной футеровке.In the second and fifth embodiments of the present invention, detecting modification of a metallurgical vessel by comparing the calculated 3D information (for example, the actual calculated 3D information may contain a point cloud P _i (t1) = P _i (x _i , y _i , z _i ) with the time step t = t1) with previously stored 3D information (e.g., P _i (t0) with time step t = t0) about the metallurgical vessel can be done by generating a displacement map of the previously stored 3D information relative to the actual calculated 3D information (e.g., P _i (t1) - P _i (t0)). If 3D point clouds with different time steps (P _i (t1) and P _i (t0)) do not contain the same values x _i , y _i , z _i , then interpolation or averaged values are used for comparison, taking into account information on the nearest neighboring points. Additionally, a comparison can be made between 3D information in the form of a 3D reconstruction of a surface or 3D object (with a time step t = t1) and previously stored 3D information in the form of a 3D reconstruction of a surface or 3D object (with a time step t = t0). The difference detected (e.g. P _i (t1) - P _i (t0), or based on information from nearest adjacent points, or from a 3D surface reconstruction or 3D object), may indicate the amount of wear between the refractory lining, or it may also show any blockage, such as metal adhering to the refractory lining.

Генерирование выходных данных на основании выявленной модификации металлургического сосуда может быть инициировано определенным сигналом (например, предупредительным сигналом), сигнализирующим о модификации, или посредством любого другого сигнала, например, используемого для запуска конкретной операции. Выходные данные могут быть использованы, например, для инициирования ремонта футеровки в конкретной части сосуда. Кроме того, выходные данные могут быть использованы для инициирования действия кислородного копья, выжигающего налипший металл, и т.п. Выходной сигнал может быть также сохранен для документирования стабильности технологического процесса или даже уровней безопасности технологического процесса.Generation of output data based on a detected modification of the metallurgical vessel may be triggered by a specific signal (eg, an alert signal) signaling the modification, or by any other signal, such as one used to trigger a particular operation. The output data can be used, for example, to initiate lining repairs in a specific part of the vessel. In addition, the output can be used to initiate the action of an oxygen lance, burning off adhering metal, etc. The output signal can also be stored to document process stability or even process safety levels.

Металлургический сосуд предпочтительно представляет собой одно из следующих устройств: сталеразливочный ковш, основную кислородную печь, дуговую сталеплавильную печь, аргоно-кислородный конвертер (с аргоно-кислородным обезуглероживанием).The metallurgical vessel is preferably one of the following: a steel ladle, a main oxygen furnace, an arc steel furnace, an argon-oxygen converter (with argon-oxygen decarburization).

В предпочтительном варианте информация о местном материале может быть установлена по разнице в спектрах испускания, дающих разные цвета или величины интенсивности в захваченных изображениях. Информация о материале предпочтительно содержит данные о положении огнеупорного материала, металлического материала или иного материала подобного рода. Информация о материале предпочтительно накладывается на выходное изображение. В предпочтительном варианте 3D-информация дополнительно содержит информацию о материале.In a preferred embodiment, local material information can be inferred from differences in emission spectra producing different colors or intensity values in the captured images. The material information preferably includes information about the position of a refractory material, metallic material, or other similar material. The material information is preferably overlaid on the output image. In a preferred embodiment, the 3D information further includes material information.

В предпочтительном варианте сгенерированные выходные данные содержат информацию о материале вместе с рассчитанной 3D-информацией. Выходные данные предпочтительно используются для генерирования аварийного сигнала. Такой аварийный сигнал может быть выдан, например, в случае достижения заданного целевого показателя, например, в случае превышения заданного порогового значения износа. В предпочтительном варианте сгенерированные выходные данные содержат информацию об износе вместе с рассчитанной 3D-информацией, такой как, например, цветокодированнная 3D-информация, выделяющая цветом величину износа (например, красным цветом - области с высокой степенью износа, а синим цветом - области с низким износом).Preferably, the generated output contains material information along with calculated 3D information. The output data is preferably used to generate an alarm. Such an alarm may be issued, for example, if a predetermined target value is reached, for example, if a predetermined wear threshold value is exceeded. Preferably, the generated output data contains wear information together with calculated 3D information, such as, for example, color-coded 3D information highlighting the amount of wear (for example, red for high wear areas and blue for low wear areas). wear).

В предпочтительном варианте, по меньшей мере, одна первая внутренняя часть металлургического сосуда в первом оптическом изображении и, по меньшей мере, одна вторая внутренняя часть металлургического сосуда во втором оптическом изображении перекрываются, причем область перекрытия относительно общего содержимого первого оптического изображения и второго оптического изображения предпочтительно составляет, по меньшей мере, 50%, а в более предпочтительном варианте - по меньшей мере, 70%.Preferably, at least one first metallurgical vessel interior in the first optical image and at least one second metallurgical vessel interior in the second optical image overlap, wherein the area of overlap relative to the total content of the first optical image and the second optical image is preferably is at least 50%, and more preferably at least 70%.

В предпочтительном варианте стадии захвата оптических изображений, например, захвата первого оптического изображения и второго оптического изображения выполняются в течение 1000 миллисекунд, предпочтительно - в течение 500 миллисекунд, а в более предпочтительном варианте - в течение 250 миллисекунд, первым и вторым устройствами формирования изображений, работа которых синхронизирована. Первоначальные эксперименты показали, что это способствует уменьшению размытости изображений движущегося объекта, а также любой иной размытости, обусловленной разными тепловыми процессами (например, при охлаждении металлургического сосуда). Было установлено, что предпочтительным является, в частности, захват всех изображений сверхгорячих поверхностей в течение 500 миллисекунд, поскольку в противном случае марево вызовет помехи.In a preferred embodiment, the steps of capturing optical images, for example, capturing the first optical image and the second optical image are performed within 1000 milliseconds, preferably within 500 milliseconds, and more preferably within 250 milliseconds, by the first and second imaging devices, operating which are synchronized. Initial experiments have shown that this helps reduce blur in images of a moving object, as well as any other blur caused by various thermal processes (for example, when cooling a metallurgical vessel). It was found that it was preferable, in particular, to capture all images of super-hot surfaces within 500 milliseconds, since otherwise the haze would cause interference.

В предпочтительном варианте первое оптическое изображение захватывается из положения первого фиксированного (неподвижного) устройства формирования изображений с первой неподвижной оптической осью, а второе оптическое изображение захватывается из положения второго фиксированного (неподвижного) устройства формирования изображений со второй неподвижной оптической осью. В предпочтительном варианте первое устройство формирования изображений для захвата первого оптического изображения устанавливается в неподвижном положении первого устройства формирования изображений с первой неподвижной оптической осью, а второе устройство формирования изображений для захвата второго оптического изображения устанавливается в неподвижном положении второго устройства формирования изображений со второй неподвижной оптической осью. Неподвижность устройства формирования изображений и неподвижность оптической оси может быть обеспечена за счет установки оптических устройств формирования изображений в фиксированном положении, например, на жесткой раме, соединенной с полом. Под неподвижным положением устройства формирования изображений понимается положение устройства формирования изображений без возможности его смещения. Под неподвижной оптической осью понимается неподвижное фиксированное положение формирования изображения. Таким образом, предпочтительно, чтобы ни одно из устройств формирования изображений и ни одна из оптических осей не могла смещаться, как это происходит, например, когда оптическое устройство формирования изображений соединено с (подвижным) манипулятором или рукой робота. Таким образом, предпочтительно, чтобы ни одно из устройств формирования изображений (таких как первое устройство формирования изображений и второе устройство формирования изображений) не устанавливалось на подвижном манипуляторе или на подвижной руке робота. Неподвижность устройства формирования изображений и оптической оси обеспечивает преимущество плавной и высококачественной калибровки камеры (в том смысле, что положение устройства формирования изображений очень хорошо определяется по координатам x, y, z, а также по его оптической оси). Авторы настоящего изобретения установили, что такая высококачественная калибровка камеры предпочтительна для обеспечения высококачественной 3D-реконструкции металлургического сосуда.In a preferred embodiment, the first optical image is captured from the position of the first fixed (stationary) image forming device with the first fixed optical axis, and the second optical image is captured from the position of the second fixed (stationary) image forming device with the second fixed optical axis. In a preferred embodiment, a first imaging apparatus for capturing a first optical image is mounted at a fixed position of the first imaging apparatus with a first fixed optical axis, and a second imaging apparatus for capturing a second optical image is mounted at a stationary position of a second imaging apparatus with a second fixed optical axis. The immobility of the imaging device and the immobility of the optical axis can be ensured by mounting the optical imaging devices in a fixed position, for example, on a rigid frame connected to the floor. By fixed position of the image forming device is meant the position of the image forming device without the possibility of moving it. A fixed optical axis refers to a stationary fixed position of image formation. Thus, it is preferable that none of the imaging devices and none of the optical axes are allowed to move, as occurs, for example, when the optical imaging device is coupled to a (movable) manipulator or robot arm. Thus, it is preferable that neither of the imaging devices (such as the first imaging device and the second imaging device) is mounted on the movable manipulator or the movable robot arm. The immobility of the imager and optical axis provides the benefit of smooth, high-quality camera calibration (in the sense that the position of the imager is very well determined by the x, y, z coordinates as well as its optical axis). The present inventors have found that such high quality camera calibration is preferable to provide high quality 3D reconstruction of a metallurgical vessel.

В предпочтительном варианте захват первого оптического изображения осуществляется откалиброванным первым устройством формирования изображений, а захват второго оптического изображения осуществляется откалиброванным вторым устройством формирования изображений. В предпочтительном варианте все устройства формирования изображений калибруются перед захватом оптического изображения. Калибровка устройства формирования изображений выполняется в ходе процесса, называемого калибровкой камеры (иногда также называемого геометрической калибровкой камеры), во время которой определяются некоторые параметры устройства формирования изображений, такие как собственные параметры или несобственные параметры. Эти параметры могут отображаться, например, в матрице (например, в матрице камеры 3 x 4). Собственные параметры могут включать в себя фокусное расстояние, масштабные коэффициенты, главную точку, формат изображения, параметры дисторсии объектива и пр. Несобственные параметры включают в себя параметры, относящиеся к преобразованию системы координат из 3D-параметров визуализируемого трехмерного пространства («мировых координат») в 3D-координаты устройства формирования изображений. Эти параметры задают положение устройства формирования изображений и оптической оси (и зависят от него). Проведение калибровки возможно в отношении нефиксированного устройства формирования изображений. Авторы настоящего изобретения установили, что в случае использования неподвижного устройства формирования изображений калибровка дает улучшенные результаты, особенно в течение более длительного периода времени.In a preferred embodiment, the first optical image is captured by a calibrated first imager and the second optical image is captured by a calibrated second imager. Preferably, all imaging devices are calibrated before capturing an optical image. Imaging device calibration is performed through a process called camera calibration (sometimes also called geometric camera calibration), during which certain parameters of the imaging device, such as intrinsic parameters or non-intrinsic parameters, are determined. These parameters can be displayed, for example, in a matrix (for example, in a 3 x 4 camera matrix). Intrinsic parameters may include focal length, scale factors, principal point, aspect ratio, lens distortion parameters, etc. Non-intrinsic parameters include parameters related to the transformation of the coordinate system from the 3D parameters of the rendered three-dimensional space ("world coordinates") to 3D coordinates of the imaging device. These parameters specify (and are influenced by) the position of the imager and optical axis. Calibration is possible on a non-fixed imaging device. The present inventors have found that when using a stationary imaging device, calibration provides improved results, especially over a longer period of time.

В предпочтительном варианте первое оптическое устройство формирования изображений устанавливается в неподвижном положении, предпочтительно на раме, соединенной с полом. В предпочтительном варианте второе оптическое устройство формирования изображений также устанавливается в неподвижном положении, предпочтительно на раме, соединенной с полом. Все устройства формирования изображений предпочтительно устанавливаются в неподвижном положении, предпочтительно на раме, соединенной с полом. В предпочтительном варианте система формирования изображений содержит раму.In a preferred embodiment, the first optical imaging device is mounted in a fixed position, preferably on a frame connected to the floor. Preferably, the second optical imaging device is also mounted in a fixed position, preferably on a frame connected to the floor. All imaging devices are preferably mounted in a fixed position, preferably on a frame connected to the floor. In a preferred embodiment, the imaging system includes a frame.

В предпочтительном варианте первая оптическая ось и вторая оптическая ось задают направления, при этом угол (α) между этими направлениями составляет менее 20°, а предпочтительно - менее 10°. Первая оптическая ось и вторая оптическая ось могут представлять собой параллельные линии (задающие нулевой угол (α = 0°) между своими направлениями). Кроме того, они могут представлять собой косые линии (непересекающиеся, непараллельные линии), или же они могут представлять собой пересекающиеся линии.Preferably, the first optical axis and the second optical axis define directions, wherein the angle (α) between these directions is less than 20°, and preferably less than 10°. The first optical axis and the second optical axis may be parallel lines (defining a zero angle (α = 0°) between their directions). Additionally, they can be oblique lines (non-intersecting, non-parallel lines), or they can be intersecting lines.

В предпочтительном варианте расстояние между первым устройством формирования изображений и вторым устройством формирования изображений лежит в пределах 0,5-4 метра, а в более предпочтительном варианте - в пределах 1-3 метра. Было доказано, что эти диапазоны обеспечивают высокоточный результат.Preferably, the distance between the first imaging device and the second imaging device is in the range of 0.5-4 meters, and more preferably in the range of 1-3 meters. These ranges have been proven to provide highly accurate results.

В предпочтительном варианте минимальное расстояние от металлургического сосуда до ближайшего устройства формирования изображений лежит в пределах 3-30 метров, а в более предпочтительном варианте - в пределах 5-20 метров. Было доказано, что эти диапазоны обеспечивают результат высокой точности, при этом камера располагается на достаточном удалении от горячего металлургического сосуда.Preferably, the minimum distance from the metallurgical vessel to the nearest imaging device is in the range of 3-30 meters, and more preferably in the range of 5-20 meters. These ranges have been proven to provide highly accurate results while keeping the camera well away from the hot metallurgical vessel.

Авторы настоящего изобретения установили, что в предпочтительном варианте отношение расстояния между первым устройством формирования изображений и вторым устройством формирования изображений к расстоянию от металлургического сосуда до ближайшего устройства формирования изображений лежит в пределах 0,01-1,4, а в более предпочтительном варианте - в пределах 0,05-0,6. Было продемонстрировано, что эти отношения обеспечивают высококачественные изображения больших участков металлургического сосуда, особенно в областях, которые могут быть закрыты или иметь неровную поверхность, например, вследствие осаждения металла или шлака, с целью уменьшения областей, которые в противном случае будут плохо видны снаружи.The present inventors have found that preferably the ratio of the distance between the first imaging device and the second imaging device to the distance from the metallurgical vessel to the nearest imaging device is in the range of 0.01 to 1.4, and more preferably in the range 0.05-0.6. These ratios have been demonstrated to provide high quality images of large areas of a metallurgical vessel, particularly in areas that may be obscured or have an uneven surface, such as due to metal or slag deposits, to reduce areas that would otherwise be poorly visible from the outside.

В предпочтительном варианте выявленная модификация содержит, по меньшей мере, один из следующих видов информации: величину износа футеровки, минимальную остаточную толщину стенок, изображение остаточной толщины стенок, изображение областей, где значения остаточной толщины стенок лежат в заданном диапазоне, и аварийный сигнал в случае, если значения остаточной толщины стенок лежат в заданном диапазоне.Preferably, the identified modification contains at least one of the following types of information: the amount of lining wear, the minimum remaining wall thickness, an image of the remaining wall thickness, an image of areas where the remaining wall thickness values are within a specified range, and an alarm in the event that if the residual wall thickness values are within the specified range.

В предпочтительном варианте первое и второе устройства формирования изображений, предназначенные для захвата оптических изобретений, представляют собой цифровые оптические камеры, выполненные с возможностью захвата оптических изображений, включающих в себя более 1,5 мегапикселей, а в более предпочтительном варианте - более 8 мегапикселей. Было продемонстрировало, что такое разрешение обеспечивает результат высокой точности. Такое разрешение может быть обеспечено камерами FullHD или 4K-камерами.Preferably, the first and second imaging devices for capturing optical inventions are digital optical cameras configured to capture optical images comprising greater than 1.5 megapixels, and more preferably greater than 8 megapixels. This resolution has been demonstrated to produce highly accurate results. This resolution can be provided by FullHD cameras or 4K cameras.

В общем, захват изображений осуществляется тогда, когда металлургический сосуд находится в горячем состоянии, например, при температуре свыше 700-800°C на поверхности огнеупорной футеровки. Следовательно, в предпочтительном варианте первое и второе устройства формирования изображений, предназначенные для захвата оптических изображений, пригодны для захвата изображений металлургического сосуда в горячем состоянии. В предпочтительном варианте устройства формирования изображений (такие как первое, второе и третье устройства формирования изображений) могут содержать теплозащитные экраны (например, металлический кожух). В предпочтительном варианте устройства формирования изображений (такие как первое, второе и третье устройства формирования изображений) могут включать в себя системы активного охлаждения, содержащие, например, жидкие (например, водные) или газообразные (например, воздушные или азотные) хладагенты.In general, image capture occurs when the metallurgical vessel is in a hot state, for example at temperatures in excess of 700-800°C at the surface of the refractory lining. Therefore, in a preferred embodiment, the first and second optical image capturing devices are suitable for capturing images of a metallurgical vessel in a hot state. Preferably, the imaging devices (such as the first, second and third imaging devices) may include heat shields (eg, a metal casing). Preferably, the imaging devices (such as the first, second and third imaging devices) may include active cooling systems containing, for example, liquid (eg, aqueous) or gaseous (eg, air or nitrogen) refrigerants.

В предпочтительном варианте захват первого и второго оптических изображений первой и второй внутренних частей металлургического сосуда осуществляется тогда, когда металлургический сосуд находится в месте хранения. Металлургический сосуд предпочтительно представляет собой ковш. Когда металлургический сосуд представляет собой ковш, захват первого и второго оптических изображений первой и второй внутренних частей металлургического сосуда предпочтительно осуществляется тогда, когда этот ковш находится в месте ремонта ковша.In a preferred embodiment, the first and second optical images of the first and second interior portions of the metallurgical vessel are captured while the metallurgical vessel is in storage. The metallurgical vessel is preferably a ladle. When the metallurgical vessel is a ladle, capturing first and second optical images of the first and second interior portions of the metallurgical vessel is preferably performed while the ladle is at a ladle repair location.

В первом и втором вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно выполняются дополнительные стадии захвата дополнительных оптических изображений, по меньшей мере, дополнительных внутренних частей металлургического сосуда из положения дополнительного устройства формирования изображений с дополнительной оптической осью с помощью дополнительного устройства формирования изображений. Первый и второй варианты осуществления настоящего изобретения предпочтительно предусматривают дополнительные стадии захвата третьего оптического изображения, по меньшей мере, одной третьей внутренней части металлургического сосуда из положения третьего устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по третьей оптической оси с помощью третьего устройства формирования изображений; а в более предпочтительном варианте они дополнительно предусматривают захват четвертого оптического изображения, по меньшей мере, одной четвертой внутренней части металлургического сосуда из положения четвертого устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по четвертой оптической оси с помощью четвертого устройства формирования изображений. В третьем и альтернативном шестом и альтернативном седьмом вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно предусмотрены дополнительные устройства формирования изображений для захвата дополнительных оптических изображений, по меньшей мере, дополнительных внутренних частей металлургического сосуда из положения дополнительных устройств формирования изображений за пределами металлургического сосуда по дополнительной оптической оси. В предпочтительном варианте третий и альтернативный шестой и альтернативный седьмой варианты осуществления настоящего изобретения дополнительно содержат третье устройство формирования изображений для захвата третьего оптического изображения, по меньшей мере, одной третьей внутренней части металлургического сосуда из положения третьего устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда по третьей оптической оси; а в более предпочтительном варианте они дополнительно содержат четвертое устройство формирования изображений для захвата четвертого оптического изображения, по меньшей мере, одной четвертой внутренней части металлургического сосуда из положения четвертого устройства формирования изображений за пределами металлургического сосуда. Такие дополнительные устройства формирования изображений и дополнительные захваченные оптические изображения расширяют угол обзора/площадь, захватываемую устройствами формирования изображений; и, в общем и целом, способствуют 3D-реконструкции поверхности/сравнению внутренних частей большей площади. Таким образом, они расширяют область реконструкции внутри металлургического сосуда.In the first and second embodiments of the present invention, it is preferable to perform additional steps of capturing additional optical images of at least additional internal parts of the metallurgical vessel from the position of the additional imaging device with the additional optical axis using the additional imaging device. The first and second embodiments of the present invention preferably include the additional steps of capturing a third optical image of at least one third of the interior of the metallurgical vessel from a position of the third imaging apparatus outside the metallurgical vessel along a third optical axis by the third imaging apparatus; and in a more preferred embodiment, they further provide for capturing a fourth optical image of at least one-fourth of the interior of the metallurgical vessel from a position of the fourth imaging device outside the metallurgical vessel along a fourth optical axis by the fourth imaging device. In the third and alternative sixth and alternative seventh embodiments of the present invention, additional imaging devices are preferably provided for capturing additional optical images of at least additional internal portions of the metallurgical vessel from a position of the additional imaging devices outside the metallurgical vessel along an additional optical axis. In a preferred embodiment, the third and alternative sixth and alternative seventh embodiments of the present invention further comprise a third imaging device for capturing a third optical image of at least one third of the interior of the metallurgical vessel from a position of the third imaging device outside the metallurgical vessel along a third optical axis ; and more preferably, they further comprise a fourth imaging device for capturing a fourth optical image of at least one-fourth of the interior of the metallurgical vessel from a position of the fourth imaging device outside the metallurgical vessel. Such additional imaging devices and additional captured optical images expand the viewing angle/area captured by the imaging devices; and generally facilitate 3D surface reconstruction/comparison of larger area interiors. In this way, they expand the reconstruction area inside the metallurgical vessel.

В предпочтительном варианте под устройством обработки данных понимается одно или несколько устройств, предназначенных для выполнения соответствующих стадий способа, описанных выше, и которые для этой цели или содержат дискретные электронные элементы для обработки сигналов, или которые полностью или частично реализованы в виде компьютерной программы, инсталлированной на компьютере.Preferably, a data processing device is understood to mean one or more devices designed to carry out the corresponding steps of the method described above, and which for this purpose either contain discrete electronic elements for processing signals, or which are fully or partially implemented in the form of a computer program installed on computer.

В предпочтительном варианте под устройством обмена данными понимается одно или несколько устройств, предназначенных для выполнения соответствующих стадий способа, описанных в привязке к третьему варианту осуществления настоящего изобретения, и которые для этой цели или содержат дискретные электронные элементы для обработки сигналов, или которые полностью или частично реализованы в виде компьютерной программы, инсталлированной на компьютере. В предпочтительном варианте устройство обмена данными выполнено с возможностью активации первого оптического устройства формирования изображений и второго оптического устройства формирования изображений с целью захвата изображения. В предпочтительном варианте устройство обмена данными выполнено с возможностью приема первого оптического изображения из первого оптического устройства формирования изображений и приема второго оптического изображения из второго оптического устройства формирования изображений, например, напрямую по линии передачи данных или по сети. В предпочтительном варианте устройство обмена данными выполнено с возможностью передачи первого оптического изображения и второго оптического изображения в устройство обработки данных. В предпочтительном варианте устройство обмена данными и/или устройство обработки данных содержит устройство вывода данных, например, монитор. В предпочтительном варианте устройство обмена данными выполнено с возможностью приема выходных данных, таких как 3D-информация или модификация. В предпочтительном варианте устройство обмена данными выполнено с возможностью генерирования/отображения выходных данных на устройстве вывода данных. В предпочтительном варианте устройство вывода данных соединено с устройством обмена данными.In a preferred embodiment, a communication device is understood to mean one or more devices designed to carry out the corresponding steps of the method described in connection with the third embodiment of the present invention, and which for this purpose either contain discrete electronic elements for signal processing, or which are fully or partially implemented in the form of a computer program installed on a computer. In a preferred embodiment, the communication device is configured to activate the first optical imaging device and the second optical imaging device to capture an image. In a preferred embodiment, the communication device is configured to receive a first optical image from the first optical imaging device and receive a second optical image from the second optical imaging device, for example, directly over a data line or over a network. In a preferred embodiment, the communication device is configured to transmit the first optical image and the second optical image to the data processing device. Preferably, the communication device and/or data processing device comprises a data output device, for example a monitor. In a preferred embodiment, the communication device is configured to receive output data, such as 3D information or modification. In a preferred embodiment, the communication device is configured to generate/display output data on a data output device. In a preferred embodiment, the data output device is connected to a data exchange device.

Устройство обработки данных и устройство обмена данными могут быть реализованы, например, как единая система, например, в виде соответствующих программных кодов в одном компьютере или в виде соответствующих электронных элементов, реализованных в одном и том же электронном устройстве. Устройством обработки данных может, например, служить удаленный компьютер (располагающийся на удалении), например, сервер с доступом через Интернет. В предпочтительном варианте устройство обработки данных принимает изображения из устройства обмена данными и рассчитывает 3D-информацию или модификацию. В предпочтительном варианте устройство обработки данных сохраняет рассчитанную 3D-информацию или модификацию, например, в памяти или на жестком диске. В предпочтительном варианте устройство обработки данных передает рассчитанную 3D-информацию или модификацию на устройство обмена данными или на любое иное устройство для отображения 3D-информации или модификации. В предпочтительном варианте устройство обработки данных может быть даже полностью или частично интегрировано в любое или во все устройства формирования изображений.The data processing device and the data communication device can be implemented, for example, as a single system, for example, in the form of corresponding program codes in the same computer or in the form of corresponding electronic elements implemented in the same electronic device. The data processing device can, for example, be a remote computer (located at a distance), for example, a server with access via the Internet. In a preferred embodiment, the data processing device receives images from the data exchange device and calculates 3D information or modification. In a preferred embodiment, the data processing device stores the calculated 3D information or modification, for example, in memory or on a hard disk. In a preferred embodiment, the data processing device transmits the calculated 3D information or modification to a data exchange device or any other device for displaying the 3D information or modification. In a preferred embodiment, the data processing device may even be fully or partially integrated into any or all of the imaging devices.

В восьмом варианте осуществления настоящего изобретения поставленная цель достигается с помощью компьютерной программы (программного продукта), содержащей команды для инициирования выполнения устройством обработки данных согласно четвертому и пятому вариантам осуществления настоящего изобретения стадий способа согласно первому и второму вариантам осуществления настоящего изобретения.In the eighth embodiment of the present invention, the object is achieved by using a computer program (software product) containing instructions for causing the data processing apparatus according to the fourth and fifth embodiments of the present invention to execute the method steps according to the first and second embodiments of the present invention.

Краткое описание чертежейBrief description of drawings

Примеры осуществления настоящего изобретения подробно описаны в привязке к фигурам, где:Examples of implementation of the present invention are described in detail in relation to the figures, where:

На фиг. 1 приведен один из примеров блок-схемы первого варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 1 is one example of a block diagram of the first embodiment of the present invention.

На фиг. 2 приведен один из примеров блок-схемы второго варианта осуществления настоящего изобретения.In fig. 2 is one example of a block diagram of a second embodiment of the present invention.

На фиг. 3a представлено схематическое изображение облака точек.In fig. Figure 3a shows a schematic representation of a point cloud.

На фиг. 3b представлено схематическое изображение 3D-реконструкции поверхности.In fig. Figure 3b shows a schematic representation of a 3D surface reconstruction.

На фиг. 4a и 4b воспроизведено рассчитанное 3D-облако точек.In fig. 4a and 4b reproduce the calculated 3D point cloud.

На фиг. 5 схематически показана конфигурация системы согласно шестому и седьмому вариантам осуществления настоящего изобретения.In fig. 5 schematically shows a system configuration according to the sixth and seventh embodiments of the present invention.

На фиг. 6 схематически показана альтернативная конфигурация системы согласно шестому и седьмому вариантам осуществления настоящего изобретения.In fig. 6 schematically shows an alternative system configuration according to the sixth and seventh embodiments of the present invention.

Осуществление изобретенияCarrying out the invention

На фиг. 1 показан первый вариант осуществления настоящего изобретения, относящийся к способу определения 3D-информации (90), в частности, облака (80) точек внутренней части (55) металлургического сосуда (50); причем в этом варианте осуществления настоящего изобретения металлургическим сосудом (50) служит неиспользованный ковш (50), т.е. ковш (50) с новой огнеупорной футеровкой (57) во внутреннем пространстве (внутри) ковша (50). Этот способ предусматривает стадию (100) подготовки ковша (50); стадию (110) захвата первого оптического изображения (21), по меньшей мере, одной первой внутренней части (51) ковша (50) из положения (22) первого неподвижного устройства (20) формирования изображений за пределами ковша (50) по первой неподвижной оптической оси (23) с помощью первого устройства (20) формирования изображений, которое представляет собой цифровую камеру FullHD с 1 555 200 пикселями; стадию (120) захвата второго оптического изображения (31), по меньшей мере, одной второй внутренней части (52) ковша (50) из положения (32) второго неподвижного устройства формирования изображений за пределами ковша (50) по второй неподвижной оптической оси (33) с помощью второго устройства (30) формирования изображений, которое представляет собой цифровую камеру FullHD с 1 555 200 пикселями; стадию захвата третьего оптического изображения (41), по меньшей мере, одной третьей внутренней части (53) ковша (50) из положения (42) третьего неподвижного устройства формирования изображений за пределами ковша (50) по третьей неподвижной оптической оси (43) с помощью третьего устройства (40) формирования изображений, которое представляет собой цифровую камеру FullHD с 1 555 200 пикселями, причем в этом примере перекрытие первого оптического изображения (21) и второго оптического изображения (31) составляет 70%, перекрытие второго оптического изображения (31) и третьего оптического изображения (41) составляет 70%, и перекрытие третьего оптического изображения (41) и первого оптического изображения (21) составляет 70%; последующую стадию (130) расчета 3D-облака (80) точек, содержащего 1 500 000 точек P_i (t0) = P_i (x_i, y_i, z_i) с временным шагом t0, где i = 1…1 500000, по меньшей мере, одной внутренней части (55) ковша (50), по меньшей мере, по первому оптическому изображению (21), второму оптическому изображению (31) и третьему оптическому изображению (41); и стадию (140) последующего сохранения 3D-информации (90), содержащей 3D-облако (80) точек, по меньшей мере, одной внутренней части (55) ковша (50), т.е. точек P_i (t0), и необязательно цветовой информации (например, C_i) по каждой точке P_i, где i = 1…1 000 000, в памяти компьютера и на удаленном (сетевом) носителе в виде структуры (91) данных, например, в виде машиночитаемого файла.In fig. 1 shows a first embodiment of the present invention relating to a method for determining 3D information (90), in particular, a point cloud (80) of the interior (55) of a metallurgical vessel (50); wherein in this embodiment of the present invention the metallurgical vessel (50) is an unused ladle (50), i.e. ladle (50) with a new refractory lining (57) in the internal space (inside) of the ladle (50). This method includes a step (100) of preparing a ladle (50); a step (110) of capturing a first optical image (21) of at least one first internal part (51) of the bucket (50) from a position (22) of the first stationary image forming device (20) outside the bucket (50) along the first stationary optical axis (23) using a first imaging device (20), which is a FullHD digital camera with 1,555,200 pixels; a step (120) of capturing a second optical image (31) of at least one second inner portion (52) of the bucket (50) from a position (32) of the second fixed image forming device outside the bucket (50) along a second fixed optical axis (33 ) using a second imaging device (30), which is a FullHD digital camera with 1,555,200 pixels; the step of capturing a third optical image (41) of at least one third internal part (53) of the bucket (50) from a position (42) of the third fixed image forming device outside the bucket (50) along the third fixed optical axis (43) using a third imaging device (40) which is a FullHD digital camera with 1,555,200 pixels, wherein in this example the overlap of the first optical image (21) and the second optical image (31) is 70%, the overlap of the second optical image (31) and the third optical image (41) is 70%, and the overlap of the third optical image (41) and the first optical image (21) is 70%; the subsequent stage (130) of calculating a 3D cloud (80) of points containing 1,500,000 points P _i (t0) = P _i (x _i , y _i , z _i ) with a time step t0, where i = 1…1 500000, at least one inner part (55) of the ladle (50), according to at least the first optical image (21), the second optical image (31) and the third optical image (41); and a step (140) of subsequently storing 3D information (90) containing a 3D cloud (80) of points of at least one inner part (55) of the bucket (50), i.e. points P _i (t0), and optionally color information (for example, C _i ) for each point P _i , where i = 1...1,000,000, in computer memory and on remote (network) media in the form of a data structure (91), for example, in the form of a machine-readable file.

На фиг. 2 показан второй вариант осуществления настоящего изобретения, относящийся к способу выявления модификации внутренней части (55) металлургического сосуда (50), причем в этом примере металлургическим сосудом (50) служит использованный ковш (50), т.е. ковш (50) с изношенной огнеупорной футеровкой (57) во внутреннем пространстве (внутри) ковша (50). Этот способ предусматривает следующие стадии: подготовку (100) ковша (50); захват (110) первого оптического изображения (21), по меньшей мере, одной первой внутренней части (51) ковша (50) из положения (22) первого неподвижного устройства формирования изображений за пределами ковша (50) по первой неподвижной оптической оси (23) с помощью первого устройства (20) формирования изображений, которое представляет собой цифровую камеру FullHD с 1 555 200 пикселями; захват (120) второго оптического изображения (31), по меньшей мере, одной второй внутренней части (52) металлургического сосуда (50) из положения (32) второго неподвижного устройства формирования изображений за пределами ковша (50) по второй неподвижной оптической оси (33) с помощью второго устройства (30) формирования изображений, которое представляет собой цифровую камеру FullHD с 1 555 200 пикселями, причем в этом примере перекрытие первого оптического изображения (21) и второго оптического изображения (31) составляет 70%; и последующий расчет (130) 3D-реконструкции (81) поверхности, содержащей сетку, которая соединяет между собой 1 000 000 точек P_i (t1) = P_i (x_i, y_i, z_i) с временным шагом t1, где i = 1…1 000 000, меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50), по меньшей мере, по первому оптическому изображению (21) и второму оптическому изображению (31). Дополнительно этот способ предусматривает выявление (240) модификации, причем в этом примере модификация представляет собой величину износа футеровки по окончании предыдущей кампании ковша (50), по меньшей мере, одной внутренней части (55) ковша (50). Это выявление (240) основывается на сравнении рассчитанной 3D-реконструкции (81) поверхности (временной шаг t = t1) с ранее сохраненной 3D-реконструкцией (81) поверхности (временной шаг t = t0) ковша (50), причем ранее сохраненная 3D-реконструкция (81) поверхности загружается с удаленного (сетевого) носителя в виде структуры (91) данных, например, в виде машиночитаемого файла, содержащего 3D-реконструкцию (81) поверхности по этому же ковшу (50) перед предшествующей кампанией печи. Дополнительно этот способ предусматривает передачу (250) выходных данных на основании выявленной модификации ковша (50). В данном случае выходные данные содержат таблицу с абсолютными значениями (в мм) износа огнеупорной футеровки (57) в нескольких точках внутри ковша (50) (например, в шлаковой зоне или на днище ковша).In fig. 2 shows a second embodiment of the present invention relating to a method for detecting modification of the interior (55) of a metallurgical vessel (50), wherein in this example the metallurgical vessel (50) is a used ladle (50), i.e. ladle (50) with worn refractory lining (57) in the internal space (inside) of ladle (50). This method involves the following stages: preparing (100) a ladle (50); capturing (110) a first optical image (21) of at least one first internal part (51) of a bucket (50) from a position (22) of a first fixed image forming device outside the bucket (50) along a first fixed optical axis (23) using a first imaging device (20), which is a FullHD digital camera with 1,555,200 pixels; capturing (120) a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a position (32) of a second stationary imaging device outside the ladle (50) along a second stationary optical axis (33 ) using a second imaging device (30), which is a FullHD digital camera with 1,555,200 pixels, and in this example the overlap of the first optical image (21) and the second optical image (31) is 70%; and subsequent calculation (130) of a 3D reconstruction (81) of a surface containing a mesh that connects 1,000,000 points P _i (t1) = P _i (x _i , y _i , z _i ) with a time step t1, where i = 1...1,000,000, at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50), at least according to the first optical image (21) and the second optical image (31). Additionally, this method includes identifying (240) a modification, wherein in this example the modification is the amount of lining wear at the end of a previous bucket campaign (50) of at least one interior portion (55) of the ladle (50). This identification (240) is based on a comparison of the calculated 3D reconstruction (81) of the surface (time step t = t1) with a previously saved 3D reconstruction (81) of the surface (time step t = t0) of the bucket (50), with the previously saved 3D the surface reconstruction (81) is loaded from a remote (network) medium in the form of a data structure (91), for example, in the form of a machine-readable file containing a 3D reconstruction (81) of the surface from the same ladle (50) before the previous furnace campaign. Additionally, this method provides for the transmission (250) of output data based on the detected modification of the bucket (50). In this case, the output data contains a table with absolute values (in mm) of wear of the refractory lining (57) at several points inside the ladle (50) (for example, in the slag zone or at the bottom of the ladle).

В одном из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрены те же стадии, что описаны выше в привязке к фиг. 2, за исключением того, что стадия (240) выявления модификации в этом примере реализации изменена таким образом, что модификацией служит величина износа футеровки после первого использования ковша (50) и итоговая остаточная толщина стенок огнеупорной футеровки (57), по меньшей мере, одной внутренней части (55) ковша (50). Это выявление (240) основано на сравнении рассчитанной 3D-реконструкции (81) поверхности с ранее сохраненной 3D-реконструкцией (81) поверхности, которая загружается из удаленного (сетевого) накопителя в виде структуры (91) данных, такой как машиночитаемый файл, содержащий 3D-реконструкцию (81) поверхности такого же, но еще не использованного ковша (50), т.е. такого же ковша (50) с новой огнеупорной футеровкой (57) и с первоначальной толщиной стенок. В этом альтернативном варианте осуществления настоящего изобретения предложенный способ предусматривает передачу (250) выходных данных, основанных на выявленной модификации ковша (50), в систему (5) формирования изображений. Система (5) формирования изображений программируется на прием 3D-информации из устройства (60) обработки данных. Система (5) формирования изображений может отображать полученную 3D-информацию на устройстве (70) вывода данных, таком как монитор, или дополнительно обрабатывать полученные данные. В данном случае эти выходные данные содержат машиночитаемую таблицу с абсолютными значениями (в мм) остаточной толщины стенок огнеупорной футеровки (57) в нескольких точках внутри ковша (50) (например, в шлаковой зоне или на днище ковша). В альтернативном варианте может быть предусмотрено такое выявление модификации, что на определенную модификацию будет указывать сигнал (65), например, предупредительный сигнал (65), когда остаточная толщина стенок огнеупорной футеровки (57) выходит за пределы определенного порогового значения.In one alternative embodiment of the present invention, the same steps are provided as described above in connection with FIG. 2, except that the modification detection step (240) in this embodiment is modified such that the modification is the amount of lining wear after the first use of the ladle (50) and the resulting remaining wall thickness of the refractory lining (57) of at least one the inner part (55) of the bucket (50). This detection (240) is based on comparing the calculated 3D surface reconstruction (81) with a previously stored 3D surface reconstruction (81) that is loaded from a remote (network) storage device as a data structure (91), such as a machine-readable file containing 3D -reconstruction (81) of the surface of the same but not yet used bucket (50), i.e. the same ladle (50) with a new refractory lining (57) and with the original wall thickness. In this alternative embodiment of the present invention, the proposed method provides for transmitting (250) output data based on the detected modification of the bucket (50) to the imaging system (5). The imaging system (5) is programmed to receive 3D information from the data processing device (60). The imaging system (5) may display the acquired 3D information on a data output device (70), such as a monitor, or further process the acquired data. In this case, this output contains a machine-readable table with absolute values (in mm) of the remaining wall thickness of the refractory lining (57) at several points within the ladle (50) (for example, in the slag zone or at the bottom of the ladle). Alternatively, modification detection may be provided such that a specific modification is indicated by a signal (65), for example a warning signal (65) when the remaining wall thickness of the refractory lining (57) exceeds a certain threshold value.

На фиг. 3a схематически показано облако точек, содержащее 16 точек P_i (t) = P_i (x_i, y_i, z_i), где i = 1…16, с определенным временным шагом t, и отображаемое в системе координат с осями x, y и z. Каждая из точек P_i отображается тремя переменными x_i, y_i, z_i, которые обозначают координаты соответствующей точки. В этой связи точка P₁ будет отображаться координатами x₁, y₁, z₁. Точки P_i могут быть показаны графически в виде двухмерного (2D) отображения трехмерного (3D) тела, например, на экране компьютера. Трехмерное тело можно наблюдать с разных направлений путем применения к точкам P_i вращательного преобразования. Точки P_i могут быть сохранены в виде структуры (91) данных, например, в виде машиночитаемого файла в машиночитаемом формате, например, в виде списка, где каждая строка содержит координаты x, y и z соответствующей точки.In fig. 3a schematically shows a point cloud containing 16 points P _i (t) = P _i (x _i , y _i , z _i ), where i = 1...16, with a certain time step t, and displayed in a coordinate system with x axes, y and z. Each of the points P _i is represented by three variables x _i , y _i , z _i , which denote the coordinates of the corresponding point. In this regard, point P ₁ will be displayed by coordinates x ₁ , y ₁ , z ₁ . The points _Pi may be shown graphically as a two-dimensional (2D) representation of a three-dimensional (3D) body, for example on a computer screen. A three-dimensional body can be observed from different directions by applying _a rotational transformation to the points Pi. The points P _i may be stored as a data structure (91), for example, as a machine-readable file in a machine-readable format, for example, as a list, where each line contains the x, y and z coordinates of the corresponding point.

На фиг. 3b показана 3D-реконструкция (81) поверхности. Трехмерная реконструкция (81) поверхности содержит сетку, соединяющую 3D-облако (80) точек, при этом облако (80) точек с точками P_i (t) = P_i (x_i, y_i, z_i) охватывает реконструированную поверхность (81).In fig. 3b shows a 3D reconstruction (81) of the surface. The three-dimensional reconstruction (81) of the surface contains a mesh connecting a 3D cloud (80) of points, while the cloud (80) of points with points P _i (t) = P _i (x _i , y _i , z _i ) covers the reconstructed surface (81 ).

На фиг. 4a и 4b показаны две разные части одной и той же рассчитанной 3D-информации (80) о внутренней части (55) ковша (50) (в данном случае показано 3D-облако (80) точек огнеупорной футеровки (57)), полученной согласно настоящему изобретению. Трехмерное облако (80) точек содержит всего 10 миллионов точек P_i (t) = P_i (x_i, y_i, z_i), где i = 1…10 000 000. На фиг. 4a и 4b представлено 2D-отображение этого 3D-облака (80) точек. Путем применения нескольких матричных операций в отношении этого облака (80) точек, т.е. в отношении каждой точки P_i, можно наклонять 3D-облако (80) точек внутреннего пространства ковша (50) или увеличивать масштаб ковша (50) и рассматривать детали на поверхности огнеупорной футеровки (57). В данном случае на фиг. 4a представлен общий вид всего 3D-облака (80) точек, а на фиг. 4b показана часть (повернутая и увеличенная в масштабе) этого же 3D-облака (80) точек, где видны детали огнеупорной футеровки (57). Как указано выше в привязке ко второму варианту осуществления настоящего изобретения, модификацию ковша (50) можно также выявить на основании рассчитанного 3D-облака (80) точек, например, выявления износа во время определенной кампании печи. Трехмерное облако (80) точек, показанное на фиг. 4a и 4b, может быть сохранено, например, на удаленном (сетевом) носителе в виде структуры (91) данных, например, в виде машиночитаемого файла. Машиночитаемый файл содержит 3D-информацию (90), причем в данном примере 3D-информация (90) включает в себя 3D-облако (80) точек в виде списка, где каждая строка содержит координаты x, y и z соответствующей точки P_i и дополнительно информацию об интенсивности по каждой точке P_i.In fig. 4a and 4b show two different parts of the same calculated 3D information (80) about the interior (55) of the ladle (50) (in this case showing a 3D point cloud (80) of the refractory lining (57)) obtained according to the present invention. A three-dimensional cloud (80) of points contains only 10 million points P _i (t) = P _i (x _i , y _i , z _i ), where i = 1...10,000,000. In Fig. 4a and 4b show a 2D display of this 3D point cloud (80). By applying several matrix operations to this cloud of (80) points, i.e. for each point _Pi , you can tilt the 3D cloud (80) of points inside the ladle (50) or zoom in on the ladle (50) and view details on the surface of the refractory lining (57). In this case, in FIG. 4a shows an overview of the entire 3D cloud (80) of points, and FIG. Figure 4b shows a portion (rotated and enlarged) of the same 3D cloud (80) of points where parts of the refractory lining (57) are visible. As stated above in connection with the second embodiment of the present invention, modification of the ladle (50) can also be detected based on the calculated 3D point cloud (80), for example, identifying wear during a particular furnace campaign. The 3D point cloud (80) shown in FIG. 4a and 4b may be stored, for example, on a remote (network) medium in the form of a data structure (91), for example, in the form of a machine-readable file. The machine-readable file contains 3D information (90), wherein in this example the 3D information (90) includes a 3D cloud (80) of points in the form of a list, where each line contains the x, y and z coordinates of the corresponding point P _i and optionally information about the intensity for each point _Pi .

На фиг. 5 схематически показана конфигурация системы (10) согласно настоящему изобретению. Здесь показана система (10) определения 3D-информации (90) о внутренней части (55) металлургического сосуда (50), причем эта система содержит систему (5) формирования изображений, соединенную с устройством (60) обработки данных. Система (5) формирования изображений содержит первое устройство (20) формирования изображений для захвата первого оптического изображения (21), по меньшей мере, одной первой внутренней части (51) металлургического сосуда (50) из неподвижного положения (22) первого устройства формирования изображений с первой неподвижной оптической осью (23), которым служит цифровая 4K-камера с 8 294 400 пикселями; второе устройство (30) формирования изображений для захвата второго оптического изображения (31), по меньшей мере, одной второй внутренней части (52) металлургического сосуда (50) из неподвижного положения (32) второго устройства формирования изображений со второй неподвижной оптической осью (33), которым служит цифровая 4K-камера с 8 294 400 пикселями; и третье устройство (40) формирования изображений для захвата третьего оптического изображения (41), по меньшей мере, одной третьей внутренней части (53) металлургического сосуда (50) из неподвижного положения (42) третьего устройства формирования изображений с третьей неподвижной оптической осью (43), которым служит цифровая 4K-камера с 8 294 400 пикселями. Система (5) формирования изображений дополнительно включает в себя устройство (61) обмена данными, выполненное с возможностью приема оптических изображений (21, 31, 41) с устройств (20, 30, 40) формирования изображений и передачи оптических изображений (21, 31, 41) в устройство (60) обработки данных. Первое устройство (20) формирования изображений, второе устройство (30) формирования изображений и третье устройство (40) формирования изображений установлены в неподвижном положении на раме (15), соединенной с полом таким образом, что устройства (20, 30, 40) формирования изображения обращены в сторону ковша (50), находящегося в нерабочем состоянии в месте ремонта ковша. Первая неподвижная оптическая ось (23), вторая неподвижная оптическая ось (33) и третья неподвижная оптическая ось (43) пересекаются в месте ремонта ковша, а соответствующий угол (α) между направлениями, заданными этими осями, составляет около 7°. Расстояние между каждым положением из числа неподвижного положения (22) первого устройства формирования изображений, неподвижного положения (32) второго устройства формирования изображений и неподвижного положения (42) третьего устройства формирования изображений составляет два метра, причем все три положения находятся по углам равностороннего треугольника с длиной стороны два метра. В качестве металлургического сосуда (50) используется ковш (50), причем ковш (50) располагается в месте ремонта ковша, и он находится в горячем состоянии с температурой поверхности огнеупорной футеровки около 800°C. Расстояние до первого устройства (20) формирования изображений, второго устройства (30) формирования изображений и третьего устройства (40) формирования изображений от ковша (50) (т.е. от ближайшей части ковша (50), которая представляет собой верхний пояс ковша (50)) составляет 10 метров для всех устройств (20, 30, 40) формирования изображений. Это дает отношение расстояния между положением (22) первого устройства формирования изображений и положением (32) второго устройства формирования изображений к расстоянию от металлургического сосуда (50) до положения (22, 32, 42) ближайшего устройства формирования изображений, равное 0,2. Устройства (20, 30, 40) формирования изображений защищены теплозащитными экранами (24, 34, 44), которыми в данном случае служит металлический кожух. Область перекрытия первого оптического изображения (21) и второго оптического изображения (31) относительно общего содержимого этих изображений составляет 75%; второго оптического изображения (31) и третьего оптического изображения (41) - также 75%; и третьего оптического изображения (41) и первого оптического изображения (21) - также 75%. Три устройства (20, 30, 40) формирования изображений синхронизированы, и захват первого оптического изображения (21), второго оптического изображения (31) и третьего оптического изображения (41) происходит в течение 150 миллисекунд. На фиг. 5 также показано устройство (60) обработки данных, которое может принимать первое оптическое изображение (21), второе оптическое изображение (31) и третье оптическое изображение (41) металлургического сосуда (50) из устройства (61) обмена данными (41) в составе устройства (20) формирования изображений по кабелям, соединяющим каждое из устройств (20, 30, 40) формирования изображений с устройством (61) обмена данными. В этом примере устройство (60) обработки данных и устройство (61) обмена данными реализованы в промышленном персональном компьютере и запрограммированы на выполнение стадии (130) расчета 3D-реконструкции (81) поверхности внутренней части (55) металлургического сосуда (50) по первому оптическому изображению (21), второму оптическому изображению (31) и третьему оптическому изображению (41); и дополнительно на сохранение (140) 3D-информации (90) о внутренней части (55) металлургического сосуда (50), причем 3D-информация (90) содержит 3D-облако (80) точек. В альтернативном варианте устройство (60) обработки данных программируется на расчет (230) 3D-реконструкции (81) поверхности, по меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50), по меньшей мере, по первому оптическому изображению (21) и второму оптическому изображению (31); дополнительно на выявление (240) модификации, по меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50) на основании результата сравнения рассчитанной 3D-реконструкции (81) поверхности с ранее сохраненной 3D-реконструкцией (81) поверхности металлургического сосуда (50); и также на передачу (250) выходных данных в систему (5) формирования изображений на основании выявленной модификации, по меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50), причем выходные данные могут, например, отображаться или подвергаться дополнительной обработке.In fig. 5 schematically shows the configuration of the system (10) according to the present invention. Shown here is a system (10) for determining 3D information (90) about the interior (55) of a metallurgical vessel (50), the system comprising an imaging system (5) coupled to a data processing device (60). The imaging system (5) comprises a first imaging device (20) for capturing a first optical image (21) of at least one first internal portion (51) of the metallurgical vessel (50) from a stationary position (22) of the first imaging device with the first fixed optical axis (23), which is a 4K digital camera with 8,294,400 pixels; a second imaging device (30) for capturing a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a stationary position (32) of the second imaging device with a second stationary optical axis (33) , which is a 4K digital camera with 8,294,400 pixels; and a third imaging apparatus (40) for capturing a third optical image (41) of at least one third of the interior portion (53) of the metallurgical vessel (50) from a stationary position (42) of the third imaging apparatus with a third stationary optical axis (43 ), which is a 4K digital camera with 8,294,400 pixels. The imaging system (5) further includes a data exchange device (61), configured to receive optical images (21, 31, 41) from the imaging devices (20, 30, 40) and transmit optical images (21, 31, 41) into the data processing device (60). The first image forming device (20), the second image forming device (30) and the third image forming device (40) are mounted in a fixed position on a frame (15) connected to the floor so that the image forming devices (20, 30, 40) facing the bucket (50), which is inoperative at the place where the bucket is being repaired. The first fixed optical axis (23), the second fixed optical axis (33) and the third fixed optical axis (43) intersect at the location of the bucket repair, and the corresponding angle (α) between the directions specified by these axes is about 7°. The distance between each position of the first image forming apparatus stationary position (22), the second imaging apparatus stationary position (32), and the third imaging apparatus stationary position (42) is two meters, all three positions being at the corners of an equilateral triangle with a length sides two meters. A ladle (50) is used as a metallurgical vessel (50), and the ladle (50) is located at the ladle repair site, and it is in a hot state with a refractory lining surface temperature of about 800°C. The distance of the first imaging device (20), the second imaging device (30) and the third imaging device (40) from the bucket (50) (i.e., from the closest part of the bucket (50), which is the upper belt of the bucket ( 50)) is 10 meters for all imaging devices (20, 30, 40). This gives the ratio of the distance between the position (22) of the first image forming device and the position (32) of the second image forming device to the distance from the metallurgical vessel (50) to the position (22, 32, 42) of the nearest image forming device equal to 0.2. The imaging devices (20, 30, 40) are protected by heat shields (24, 34, 44), which in this case is a metal casing. The overlap area of the first optical image (21) and the second optical image (31) relative to the total content of these images is 75%; the second optical image (31) and the third optical image (41) - also 75%; and the third optical image (41) and the first optical image (21) - also 75%. The three imaging devices (20, 30, 40) are synchronized and the first optical image (21), the second optical image (31) and the third optical image (41) are captured within 150 milliseconds. In fig. 5 also shows a data processing device (60) that can receive a first optical image (21), a second optical image (31) and a third optical image (41) of the metallurgical vessel (50) from the data exchange device (41) (61) of image forming devices (20) via cables connecting each of the image forming devices (20, 30, 40) to the data exchange device (61). In this example, the data processing device (60) and the data exchange device (61) are implemented in an industrial personal computer and are programmed to perform a step (130) of calculating a 3D reconstruction (81) of the surface of the interior part (55) of the metallurgical vessel (50) using the first optical an image (21), a second optical image (31) and a third optical image (41); and further storing (140) 3D information (90) about the interior (55) of the metallurgical vessel (50), the 3D information (90) comprising a 3D point cloud (80). In an alternative embodiment, the data processing device (60) is programmed to calculate (230) a 3D reconstruction (81) of the surface of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50), from at least the first optical image (21) and a second optical image (31); additionally to identify (240) a modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) based on the result of comparing the calculated 3D reconstruction (81) of the surface with a previously saved 3D reconstruction (81) of the surface of the metallurgical vessel (50) ; and also for transmitting (250) output data to the imaging system (5) based on the detected modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50), where the output data can, for example, be displayed or subject to further processing.

Устройство (60) обработки данных согласно примеру, приведенному на фиг. 5, представляет собой промышленный персональный компьютер (ПК), который соединен с устройствами (20, 30, 40) формирования изображений через устройство (61) обмена данными (представляющее собой часть устройства (60) обработки данных) для активации захвата оптических изображений (21, 31, 41) и для получения оптических изображений (21, 31, 41) и их загрузки непосредственно в память устройства (60) обработки данных. В данном случае устройство (61) обмена данными использует стандартные входы устройства (60) обработки данных (в данном случае: промышленного ПК) и реализовано в виде программного обеспечения в устройстве (60) обработки данных. Система (10) дополнительно содержит устройство (70) вывода данных, выполненное с возможностью выдачи данных о модификации металлургического сосуда, причем устройство (70) вывода данных в этом примере представляет собой монитор.A data processing device (60) according to the example shown in FIG. 5 is an industrial personal computer (PC) that is connected to the imaging devices (20, 30, 40) via a data exchange device (61) (which is part of the data processing device (60)) to activate optical image capture (21, 31, 41) and for obtaining optical images (21, 31, 41) and loading them directly into the memory of the data processing device (60). In this case, the data exchange device (61) uses standard inputs of the data processing device (60) (in this case: an industrial PC) and is implemented as software in the data processing device (60). The system (10) further comprises a data output device (70) configured to output modification data of the metallurgical vessel, the data output device (70) in this example being a monitor.

На фиг. 6 схематически показана альтернативная конфигурация системы, представленной на фиг. 5, с отличиями, описанными ниже. В данном случае устройство (60) обработки данных располагается в удаленном местоположении, т.е. в месте, отличном от местоположения устройства (61) обмена данными и устройств (20, 30, 40) формирования изображений. Устройство (60) обработки данных соединено с устройствами (20, 30, 40) формирования изображений через устройство (61) обмена данными (представляющее собой локальное автономное устройство). Устройство обмена данными запрограммировано на активацию захвата оптических изображений (21, 31, 41) и передачу оптических изображений (21, 31, 41) на устройство (60) обработки данных. В данном случае устройство (61) обмена данными и устройство (61) обработки данных представляют собой отдельные локальные, автономно работающие промышленные ПК. Соединение устройства (61) обмена данными с устройством (60) обработки данных осуществляется по сети. Устройство (60) обработки данных будет выполнять стадии расчета, описанные выше, и передавать выходные данные обратно в устройство (61) обмена данными. Система (10) дополнительно содержит устройство (70) вывода данных, выполненное с возможностью выдачи данных о модификации металлургического сосуда, причем устройство (70) вывода данных в этом примере представляет собой монитор, и устройство (70) вывода данных соединено с устройством (61) обмена данными.In fig. 6 schematically shows an alternative configuration of the system shown in FIG. 5, with differences described below. In this case, the data processing device (60) is located at a remote location, i.e. in a location different from the location of the communication device (61) and imaging devices (20, 30, 40). The data processing device (60) is connected to the imaging devices (20, 30, 40) via a data exchange device (61) (which is a local autonomous device). The communication device is programmed to activate optical image capture (21, 31, 41) and transmit the optical images (21, 31, 41) to the data processing device (60). In this case, the data exchange device (61) and the data processing device (61) are separate local, autonomously operating industrial PCs. The connection of the data exchange device (61) with the data processing device (60) is carried out via a network. The data processing device (60) will perform the calculation steps described above and transmit the output data back to the data communication device (61). The system (10) further comprises a data output device (70) configured to output modification data of the metallurgical vessel, the data output device (70) in this example being a monitor, and the data output device (70) being connected to the device (61) data exchange.

Ссылочные позицииReference positions

5 Система формирования изображений для определения 3D-информации (90);5 Imaging system for determining 3D information (90);

10 Система определения 3D-информации (90);10 System for determining 3D information (90);

15 Рама;15 Frame;

20 Первое устройство формирования изображений;20 First imaging device;

21 Первое оптическое изображение;21 First optical image;

22 Положение первого устройства формирования изображений;22 Position of the first image forming device;

23 Первая оптическая ось;23 First optical axis;

24 Первый теплозащитный экран;24 First heat shield;

30 Второе устройство формирования изображений;30 Second imaging device;

31 Второе оптическое изображение;31 Second optical image;

32 Положение второго устройства формирования изображений;32 Position of the second imaging device;

33 Вторая оптическая ось;33 Second optical axis;

34 Второй теплозащитный экран;34 Second heat shield;

40 Третьей устройство формирования изображений;40 Third imaging device;

41 Третье оптическое изображение;41 Third optical image;

42 Положение третьего устройства формирования изображений;42 Position of the third imaging device;

43 Третья оптическая ось;43 Third optical axis;

44 Третий теплозащитный экран;44 Third heat shield;

50 Металлургический сосуд;50 Metallurgical vessel;

51 Первая внутренняя часть металлургического сосуда (50);51 The first inner part of the metallurgical vessel (50);

52 Вторая внутренняя часть металлургического сосуда (50);52 Second inner part of the metallurgical vessel (50);

53 Третья внутренняя часть металлургического сосуда (50);53 Third inner part of the metallurgical vessel (50);

55 Внутренняя часть металлургического сосуда (50);55 Interior of metallurgical vessel (50);

57 Огнеупорная футеровка металлургического сосуда (50);57 Refractory lining of a metallurgical vessel (50);

60 Устройство обработки данных;60 Data processing device;

61 Устройство обмена данными;61 Data exchange device;

65 Сигнал;65 Signal;

70 Устройство вывода данных;70 Data output device;

80 3D-облако точек;80 3D point cloud;

81 3D-реконструкция поверхности;81 3D surface reconstruction;

82 3D-объект;82 3D object;

90 3D-информация;90 3D information;

91 Структура данных;91 Data structure;

100 Подготовка металлургического сосуда (50);100 Preparation of metallurgical vessel (50);

110 Захват первого оптического изображения (21), по меньшей мере, одной первой внутренней части (51) металлургического сосуда (50) из положения (22) первого устройства формирования изображений по первой оптической оси (23) первым устройством (20) формирования изображений;110 Capturing a first optical image (21) of at least one first internal part (51) of the metallurgical vessel (50) from the first image forming device position (22) along the first optical axis (23) by the first image forming device (20);

120 Захват второго оптического изображения (31), по меньшей мере, одной второй внутренней части (52) металлургического сосуда (50) из положения (32) второго устройства формирования изображений по второй оптической оси (33) вторым устройством (30) формирования изображений;120 Capturing a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a second imaging device position (32) along a second optical axis (33) by the second imaging device (30);

121 Захват дополнительных оптических изображений (41), по меньшей мере, дополнительных внутренних частей (53) металлургического сосуда (50) из положения дополнительного устройства (42) формирования изображений по дополнительной оптической оси (43) третьим устройством (40) формирования изображений;121 Capturing additional optical images (41) of at least additional internal parts (53) of the metallurgical vessel (50) from the position of the additional image forming device (42) along the additional optical axis (43) by the third image forming device (40);

130 Расчет (130) 3D-информации (90), такой как облако (80) точек, или 3D-реконструкция (81) поверхности, или 3D-объект (82), по меньшей мере, об одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50), по меньшей мере, по первому оптическому изображения (21) и второму оптическому изображению (31);130 Calculation (130) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel (50) from at least the first optical image (21) and the second optical image (31);

140 Сохранение (140) 3D-информации (90), по меньшей мере, об одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50);140 Storing (140) 3D information (90) about at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50);

200 Подготовка металлургического сосуда (50);200 Preparation of metallurgical vessel (50);

210 Захват первого оптического изображения (21), по меньшей мере, одной первой внутренней части (51) металлургического сосуда (50) из положения (22) первого устройства формирования изображений по первой оптической оси (23) первым устройством (20) формирования изображений;210 Capturing a first optical image (21) of at least one first interior portion (51) of the metallurgical vessel (50) from the first image forming device position (22) along the first optical axis (23) by the first image forming device (20);

220 Захват второго оптического изображения (31), по меньшей мере, одной второй внутренней части (52) металлургического сосуда (50) из положения (32) второго устройства формирования изображений по второй оптической оси (33) вторым оптическим устройством (30) формирования изображений;220 Capturing a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a second imaging device position (32) along a second optical axis (33) by the second optical imaging device (30);

230 Расчет (230) 3D-информации (90), такой как облако (80) точек, или 3D-реконструкция (81) поверхности, или 3D-объект (82), по меньшей мере, об одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50), по меньшей мере, по первому оптическому изображения (21) и второму оптическому изображению (31);230 Calculation (230) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel (50) from at least the first optical image (21) and the second optical image (31);

240 Выявление (240) модификации, по меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50) на основании результата сравнения рассчитанной 3D-информации (90) с ранее сохраненной 3D-информацией (90) о металлургическом сосуде (50);240 Detecting (240) a modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) based on the result of comparing the calculated 3D information (90) with the previously stored 3D information (90) about the metallurgical vessel (50);

250 Генерирование (250) выходных данных на основании выявленной модификации, по меньшей мере, одной внутренней части (55) металлургического сосуда (50);250 Generating (250) output data based on the detected modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50);

a угол между направлениями, заданными любой парой, составленной из следующих осей: первой оптической оси (23), второй оптической оси (33) и третьей оптической оси (43). a is the angle between the directions specified by any pair composed of the following axes: a first optical axis (23), a second optical axis (33) and a third optical axis (43).

Claims

1. A method for determining 3D information (90), in particular a cloud (80) of points, or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), of the interior (55) of a metallurgical vessel (50), comprising the following stages :

preparing (100) a metallurgical vessel (50);

capturing (110) a first optical image (21) of at least one first interior portion (51) of the metallurgical vessel (50) from a position (22) of the first imaging device outside the metallurgical vessel (50) along a first optical axis (23) using the first imaging device (20);

capturing (120) a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a position (32) of the second imaging device outside the metallurgical vessel (50) along a second optical axis (33) using a second imaging device (30); And

calculation (130) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel ( 50), at least according to the first optical image (21) and the second optical image (31); And

characterized in that:

the first optical image (21) is captured from a fixed position (22) of the first image forming device along the first fixed optical axis (23), and the second optical image (31) is captured from the fixed position (32) of the second image forming device along the second fixed optical axis ( 33).

2. A method for detecting modification of the internal part (55) of a metallurgical vessel (50), comprising the following steps:

preparing (200) a metallurgical vessel (50);

capturing (210) a first optical image (21) of at least one first interior portion (51) of the metallurgical vessel (50) from a position (22) of the first imaging device outside the metallurgical vessel (50) along a first optical axis (23) using the first imaging device (20);

capturing (220) a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a position (32) of the second imaging device outside the metallurgical vessel (50) along a second optical axis (33) using a second imaging device (30);

calculation (230) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel ( 50), at least according to the first optical image (21) and the second optical image (31); And

detecting (240) a modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) based on a result of comparing the calculated 3D information (90) with the previously stored 3D information (90) about the metallurgical vessel (50); And

characterized in that:

3. The method according to claim 1 or 2, wherein at least one first inner part (51) of the metallurgical vessel (50) in the first optical image (21) and at least one second inner part (52) of the metallurgical of the vessel (50) in the second optical image (31) overlap, and in a preferred embodiment, the area of overlap relative to the total content of any of the captured optical images is at least 50%.

4. Method according to any one of paragraphs. 1-3, in which the steps of capturing optical images (21, 31), such as capturing the first optical image (21) and the second optical image (31), are performed by synchronized imaging devices within 1000 milliseconds; preferably within 500 milliseconds; and more preferably within 250 milliseconds.

5. Method according to any one of paragraphs. 1-4, in which none of the imaging devices such as the first imaging device (20) and the second imaging device (30) is mounted on the movable manipulator or the movable robot arm.

6. Method according to any one of paragraphs. 1-5, in which capture (210) of the first optical image (21) is performed by a calibrated first imaging device (20), and capture (220) of a second optical image (31) is performed by a calibrated second imaging device (30).

7. Method according to any one of paragraphs. 1-6, in which the minimum distance from the metallurgical vessel (50) to the nearest imaging device (20, 30) is in the range of 3-30 meters.

8. Method according to any one of paragraphs. 1-7, in which the ratio of the distance between the position (22) of the first image forming device and the position (32) of the second image forming device to the distance from the metallurgical vessel (50) to the nearest image forming device (20, 30) is in the range of 0.03 -0.7; preferably in the range of 0.06-0.4; and in a more preferred embodiment, in the range of 0.1-0.3.

9. Imaging system (5) for detecting modification or determination of 3D information (90), in particular a cloud (80) of points, or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), of the interior (55) metallurgical vessel (50), containing:

a first imaging device (20) for capturing a first optical image (21) of at least one first internal portion (51) of the metallurgical vessel (50) from a position (22) of the first imaging device outside the metallurgical vessel (50) with a first optical axis (23);

a second imaging device (30) for capturing a second optical image (31) of at least one second interior portion (52) of the metallurgical vessel (50) from a position (32) of the second imaging device outside the metallurgical vessel (50) from the second optical axis (33); And

a communication device (61) connected to the first imaging device (20) and the second imaging device (30), wherein the communication device (61) is programmed to perform the following operations:

receiving a first optical image (21) from a first imaging device (20);

receiving a second optical image (31) from a second imaging device (30);

transmitting the first optical image (21) preferably to the data processing device (60);

transmitting the second optical image (31) preferably to the data processing device (60); And

optionally: receiving output data based on the detected modification or determined 3D information (90) preferably from the data processing device (60); And

characterized in that:

a first image forming device (20) for capturing a first optical image (21) is mounted in a fixed position (22) of the first image forming device with a first fixed optical axis (23); A

a second image forming device (30) for capturing a second optical image (31) is mounted in a fixed position (32) of the second image forming device with a second fixed optical axis (33).

10. Image forming system (5) according to claim 9, in which:

the first imaging device (20) for capturing the first optical image (21) is not mounted on the movable manipulator or the movable robot arm; And

the second imaging device (30) for capturing the second optical image (31) is not mounted on the movable manipulator or movable robot arm.

11. Imaging system (5) according to claim 9 or 10, in which:

the first image forming device (20) for capturing the first optical image (21) is a calibrated first image forming device (20); A

the second imaging device (30) for capturing the second optical image (31) is a calibrated second imaging device (30).

12. A data processing device (60) for determining 3D information (90), in particular a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), of the interior (55) of a metallurgical vessel ( 50), programmed to perform the following operations:

receiving a first optical image (21) of at least one first internal part (51) of the metallurgical vessel (50) from the imaging system (5) according to any one of the preceding claims. 9-11;

receiving a second optical image (31) of at least one second internal part (52) of the metallurgical vessel (50) from the imaging system (5) according to any one of the preceding claims. 9-11;

calculation (130) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel ( 50), at least from the obtained first optical image (21) and the obtained second optical image (31); And

optionally: transmitting (140) 3D information (90) about at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) preferably to the imaging system (5).

13. A data processing device (60) for detecting modification of the internal part (55) of the metallurgical vessel (50), programmed to perform the following operations:

calculation (230) of 3D information (90), such as a point cloud (80), or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), about at least one interior portion (55) of a metallurgical vessel ( 50), at least from the obtained first optical image (21) and the obtained second optical image (31);

detecting (240) a modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) based on a result of comparing the calculated 3D information (90) with the previously stored 3D information of the metallurgical vessel (50); And

optionally: transmitting (250) output data preferably to a data processing device (60) of the imaging system (5) based on a detected modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50).

14. System (10) for detecting a modification or determination of 3D information (90), in particular a cloud (80) of points, or a 3D reconstruction (81) of a surface, or a 3D object (82), of the interior part (55) of a metallurgical vessel ( 50), containing:

image forming system (5) according to at least one of the preceding claims. 9-11 connected to a data processing device (60) according to at least one of the preceding paragraphs. 12 and 13;

in this case, the data exchange device (61) of the image forming system (5) is programmed to perform the following operations:

transmitting the first optical image (21) to the data processing device (60);

transmitting the second optical image (31) to the data processing device (60); And

receiving 3D information (90) or output data based on the detected modification from the data processing device (60);

in this case, the data processing device (60) is programmed to perform the following operations:

receiving a first optical image (21) of at least one first internal part (51) of the metallurgical vessel (50) from a data exchange device (61) of the imaging system (5);

receiving a second optical image (31) of at least one second internal part (52) of the metallurgical vessel (50) from a data exchange device (61) of the imaging system (5); And

transmitting (140) calculated 3D information (90) or output data based on the detected modification of at least one internal part (55) of the metallurgical vessel (50) to the data exchange device (61) of the imaging system (5).

15. System (10) according to claim 14, characterized in that this system (10) is configured to carry out the stages of the method according to any one of claims. 1-8.