- Предложен концептуальный базис синтеза систем управления технологическим процессом производства агломерата, отличающийся структурно-функциональной организацией компонентов на основе оптико-электронных методов, что обеспечивает повышение оперативности и качества контроля.
- Разработаны теоретические основы управления спеканием агломерационной шихты с использованием оптико-электронных методов, включающие следующие основные положения: 2.1. Математическая модель формирования изображения поверхности спекаемого слоя за зажигательным горном и излома в разгрузочной части агломерационной машины, в основу которой положены процессы теплообмена в агломерируемой шихте, позволяющая определять критерии управления спеканием в слое. 2.2. Метод управления спеканием агломерационной шихты и принцип формирования управляющего воздействия, отличающиеся использованием способов распознавания высокотемпературной зоны излома и температурного поля поверхности спекаемого слоя за зажигательным горном, что повышает оперативность и достоверность принятия решения. 2.3. Метод контроля качества агломерата, отличающийся автоматическим распознаванием макроструктуры излома спекаемого слоя и гранулометрического состава агломерата, что обеспечивает необходимые временные параметры технологического цикла.
- Разработано системно обоснованное алгоритмическое обеспечение управления и контроля качества агломерата, включающее алгоритмы: поиска наиболее информативного и контрастного изображения из множества изображений излома аглоспека, обеспечивающий высокие показатели надежности при наличии световых эффектов, обусловленных бликами и поднимающейся пылью; управления скоростью движения паллет агломерационной машины, отличающийся использованием методов статистической обработки изображений и высокопроизводительных процедур адаптивного порогового разделения; порогового разделения, отличающийся использованием моментов гистограммы интенсивностей и учитывающий ее асимметрию, что обеспечивает необходимую точность измерения параметров классификации возникающих нарушений; исключения макроблоков, отличающийся эффективным подавлением неинформативных деталей на изображении излома аглоспека, что позволяет уменьшить избыточность объёма обрабатываемой видеоинформации; комплексной оценки качества агломерата, отличающийся использованием методов параметрического, текстурного и пространственно-спектрального анализа изображений, что обеспечивает более высокие показатели надёжности; контроля качества агломерата на основе его гранулометрического состава с использованием динамического порогового разделения и адаптивной настройки размера локальной области изображения для повышения точности определения порогового значения; компенсации неоднородностей видеосигнала и изменений его уровня из-за внешних воздействий в оптико-электронных системах, применяемых в агломерационном производстве; аппроксимации экспериментальных данных фрактальными распределениями, позволяющий сжимать информацию натурных рядов данных без существенных потерь в точности.
1.Ershov, E.V. Methods of handling of in – bulk agglomeration layer image representation for granulometric composition assessment [Текст] / E.V. Ershov, V.V. Selivanovskikh, O.G. Ganicheva // Pattern Recognition and Image Analysis. Advenses in Mathematical Theory and Applications. - 2009. – Vol. 19. – No. 1. - pp. 103-105.
2.Ершов, Е.В. Оптико-электронная система управления спеканием агломерационной шихты [Текст] / Е.В. Ершов // Датчики и системы. – 2007, № 7. - С. 36 – 41.
3.Ершов, Е.В. Контроль процесса зажигания шихты в агломерационной машине с использованием оптико-электронного метода [Текст] / Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, В.В. Селивановских, В.В. Плашенков // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2007. Т. 50, № 5. – С. 70 – 73.
4.Ершов, Е.В. Анализ гранулометрического состава агломерата с использованием методов обработки изображений [Текст] / Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, О.Г. Ганичева, В.В. Плашенков // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2007. Т. 50, № 8. – С. 65 – 68.
5.Ершов, Е.В. Оценка качества агломерата с использованием оптико-электронного метода [Текст] / Е.В. Ершов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2006, № 7. С. 19 – 22.
6.Ершов, Е.В. Методы обработки изображений для распознавания макроструктуры агломерата [Текст] / Е.В. Ершов, И. Е. Чернецкая // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. – 2005. Т 48, № 2. С. 50 – 53.
7.Ершов, Е.В. Алгоритм компенсации внешних воздействий в системах технического зрения, применяемых в металлургическом производстве. [Текст] / Е.В Ершов. // Известия ТулГУ. Серия. Вычислительная техника. Информационные технологии. Системы управления. Т.1. Вып.3. Вычислительная техника. – Тула: ТулГУ, 2004. – С. 104-107.
8.Ершов, Е.В. Аппроксимация рядов экспериментальных данных фракталом Мандельброта [Текст]/ Е.В.Ершов, С.Н. Хисамутдинов // Известия высших учебных заведений. Черная металлургия. – 2002. - № 11. – С. 63-64.
9.Ершов, Е.В. Контроль процесса спекания шихты на агломерационной машине с использованием методов обработки изображений на ЭВМ [Текст]/ Е.В.Ершов, А.И.Потапов, О.Л.Селяничев //Дефектоскопия.-1995.-N6.–С.19-21
10.Ершов, Е.В. Применение оптико-электронной системы обнаружения дефектов для контроля качества поверхности офсетного листа [Текст]/ Е.В.Ершов, А.И.Потапов, Л.Л.Малыгин, У.Г.Михальчук // Дефектоскопия. - 1995. - N 3. – С. 3-7.
11.Ершов, Е.В. Об одном алгоритме обнаружения дефекта поверхности стальной полосы [Текст] / Е.В. Ершов, А.И. Потапов, Л.Л. Малыгин, П.Н. Валин // Дефектоскопия. - 1995. - N 3. – С. 8-10.
Монографии
12.Ершов, Е.В. Оптико-электронный контроль зажигания шихты и гранулометрического состава агломерата [Текст]: монография / Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, В.В. Селивановских, Л.Н. Виноградова. – Череповец: ГОУ ВПО Череповецкий гос. ун-т, 2007. – 204 с.
13.Ершов, Е. В. Математическое и программное обеспечение оптико-электронной системы управления процессом спекания шихты на агломерационной машине конвейерного типа [Текст]: монография / Е. В. Ершов. – Череповец: ЧВИИРЭ, 2002. – 128 c.
Патенты
14.Пат. 2017141 Российская Федерация, МПК G 01 N 21/89. Способ выявления поверхностных дефектов движущейся полосы и устройство для его осуществления [Текст]/ Потапов А.И., Малыгин Л.Л., Ершов Е.В., Валин П.Н., Барский В.Ф. - № 5014575/25; заявл. 12.07.91; опубл. бюл. № 14, 1994.
15.Пат. 1796059 СССР, МКИ G 01 N 21/89. Способ оптико-электронного контроля дефектов на движущей¬ся поверхности и устройство для его осуществления [Текст] / Потапов А.И., Ершов Е.В., Малыгин Л.Л. [и др.] – № 4948186/25; заявл. 25.06.91; опубл. бюл. № 6, 1993 г.
16.Пат. 1780583 СССР, МКИ G 01 N 21/88. Способ оптико-электронного контроля поверхностных дефек¬тов и устройство для его осуществления [Текст] / Потапов А.И., Ершов Е.В., Малыгин Л.Л.[и др.] – № 4890933/25; заявл. 17.12.90; опубл. бюл. № 45, 1992 г.
Наиболее значимые статьи, опубликованные в других изданиях
17.Ершов, Е. В. Оптико-электронный контроль зажигания шихты на агломерационной машине конвейерного типа [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, В.В. Селивановских, В.В. Плашенков // Вестник Череповецкого государственного университета. Естественные и технические науки. – 2005. - № 2. – С. 69 – 72.
18.Ершов, Е. В. Обработка изображений для анализа гранулометрического состава агломерата [Текст]/ Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, О.Г. Ганичева, В.В. Плашенков // Вестник Череповецкого государственного университета. Естественные и технические науки. – 2005. - № 2. – С. 72 – 76.
19.Ершов, Е. В. Комбинирование методов порогового и контурного разделения для обработки изображений сыпучих материалов с целью их анализа [Текст]/ В.В. Селивановских, Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, Д. Иванов, В. Катилевский // Вестник Череповецкого государственного университета. – 2004. -№ 2. –С. 62-63.
20.Ершов, Е. В. Моделирование теплообмена в спекаемом слое для управления процессом зажигания агломерационной шихты [Текст]/ О.Г. Ганичева, Е.В. Ершов, В.В. Селивановских // Вестник Череповецкого государственного университета. – 2003. - № 2. – С. 47-48.
21.Ершов, Е. В. Алгоритмы предварительной обработки изображения в оптико-электронной системе анализа гранулометрического состава агломерата [Текст]/ В.В. Селивановских, Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, Л.Н. Виноградова, Е.В. Королева // Вестник Череповецкого государственного университета. – 2003. - № 2. – С. 78-79.
22.Ершов, Е. В. Способ сжатия экспериментальных данных распределениями, полученными на основе фракталов [Текст]/ С.Н. Хисамутдинов, Е.В. Ершов, Н.Е. Хисамутдинов // Вестник Череповецкого государственного университета. – 2003. - № 2. – С. 74-76.
23.Ершов, Е. В. Алгоритм фрактальной аппроксимации [Текст]/ С.Н. Хисамутдинов, Е.В. Ершов, Н.А. Гребенюк // Вестник Череповецкого государственного университета. – 2003. - № 2. – С. 76-78.
24.Ершов, Е. В. Управление окончанием процесса спекания агломерационной шихты с использованием анализа отходящего газа на влагосодержание и коэффициента высокотемпературной зоны [Текст]/ И.А.Дегтяренко, Е.В.Ершов, О.Л.Селяничев, В.Ю Кучин // ЧГУ. Череповец, 1997. - 14 с. – ил. - Библиогр. 3. - Деп. в ВИНИТИ 24.09.97, № 2908-В97.
25.Ершов, Е. В. Управление процессом спекания шихты на агломерационной машине конвейерного типа с использованием оптико-электронного метода [Текст]/ И.А. Дегтяренко, Е.В. Ершов, О.Л. Селяничев, В.Ю. Кучин // ЧГУ. Череповец, 1997. - 35 с.: ил. - Библиогр. 17. - Деп. в ВИНИТИ 13.06.97, № 1965-В97.
26.Ершов, Е. В. Программно-аппаратная реализация методов компенсации внешних тепловых воздействий в системах технического зрения [Текст]/ Е.В.Ершов, О.Л. Селяничев // Тепловые процессы в технологических системах: Всерос. сборник научных трудов.- Череповец,1995 г.– С.65-68.
Материалы и тезисы докладов, опубликованные в трудах Всероссийских и Международных конференций
27.Ershov, E.V. Methods of handling of in – bulk agglomeration layer image representation for granulometric composition assessment [Текст] / E.V. Ershov, V.V. Selivanovskikh, O.G. Ganicheva // 8th International Conference “Pattern Recognition and Image Analysis: New Information Technologies” (PRIA-8-2007): Conference Proceedings. Vol. 3. – Yoshkar-Ola, 2007. – pp. 123 – 125.
28.Ершов, Е.В. Контроль процесса спекания агломерационной шихты с использованием оптико-электронного метода [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, В.В. Селивановских // Интеллектуальные и информационные системы: мат. Всерос. НТК. – Тула: Тульский гос. ун-т, 2007. – С. 119 – 120.
29.Ершов, Е.В. Математическое обеспечение оптико-электронной системы контроля зажигания шихты на агломерационной машине [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, В.В. Селивановских // Мат. 17-й межвуз. военно-научной конференции. Часть 4. Череповец: ЧВИИРЭ, 2007. – С. 114 – 116.
30.Ершов, Е.В. Алгоритм адаптивного порогового разделения для обработки изображений агломерата [Текст] [Текст] / Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, О.Г. Ганичева // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: мат. Междунар. НТК, посвященной 50-летию ОАО «Северсталь» в 2 ч. – Ч. 2. – Череповец: ГОУ ВПО Череповецкий гос. ун-т, 2006. – С. 98 – 100.
31.Ершов, Е. В. Алгоритмы локального порогового разделения для сегментации объектов на изображении [Текст]/ Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, О.Г. Ганичева // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 2005): сб. материалов 7-й Междунар. конф. – Курск. гос. техн. ун-т. Курск, 2005. С. 181 – 183.
32.Ершов, Е. В. Оптико-электронная система контроля зажигания шихты на агломерационной машине [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Г. Ганичева, О.Л. Селяничев // Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах (Инфотех-2004): Мат. 4-й Междунар. науч.-техн. конф. – Череповец: ГОУ ВПО ЧГУ, 2005. – С. 23 – 24.
33.Ершов, Е. В. Распознавание поверхностных дефектов [Текст]/ С.В. Белозеров, Е.В. Ершов // Системный анализ в проектировании и управлении: Труды 8-й Междунар. НТК. СПб.: Изд-во «Нестор», 2004. – С. 167-168.
34.Ершов, Е. В. Сжатие экспериментальных данных для использования в алгоритме фрактальной аппроксимации [Текст]/ С.Н. Хисамутдинов, Е.В. Ершов, Н.А. Гребенюк // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Мат. 4-й Междунар. НТК, посвященной 120-летию академика И.П. Бардина. – Череповец: ЧГУ, 2003. – С. 298-300.
35.Ершов, Е. В. Методы обработки видеоинформации в оптико-электронных системах контроля агломерационного производства [Текст]/ Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, О.Г. Ганичева // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 2003): сб. мат. 6-й Междунар. конф.: В 2-х частях. Ч.1 / КГТУ. Курск, 2003.– С. 63-64.
36.Ершов, Е. В. Методы обработки изображений для анализа размеров частиц сыпучих материалов [Текст]/ Е.В. Ершов, В.В. Селивановских, С.В. Белозеров // Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах (Инфотех-2002): Мат. Междунар. НТК. - Череповец: ЧГУ, 2002. – С. 159-160.
37.Ершов, Е. В. Управление технологическим процессом производства агломерата с использованием систем технического зрения [Текст]/ Е.В. Ершов, Е.В. Королева, Д.Л. Шапиро // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 2001): сб. мат. 5-й Междунар. конф. - Курск: КГТУ, 2001. – С. 134 - 136.
38.Ершов, Е. В. Прогнозирование хода технологического процесса производства агломерата с использованием оптико-электронного контроля [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Л. Селяничев, Е.В. Королева, Д.Л. Шапиро, В.В. Селивановских // Информатизация процессов формирования открытых систем на основе СУБД, САПР, АСНИ и искусственного интеллекта: Мат. Межд. НТК. – Вологда: ВоГТУ, 2001. – С. 213-216.
39.Ершов, Е. В. Анализ макроструктуры агломерата в реальном масштабе времени [Текст]/ Е.В. Ершов, Е.В. Королева // Прогрессивные процессы и оборудование металлургического производства: Мат. 2-й Всерос. НТК. – Череповец: ЧГУ, 2001. – С. 35-36.
40.Ершов, Е. В. Оптико-электронная система для управления технологическим процессом производства агломерата [Текст]/ Е.В. Ершов, Е.В. Королева, Д.Л. Шапиро //Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках: Мат. 1-й Всерос. научной internet - конференции. - Тамбов: Изд-во ТГУ им. Г.Р.Державина, 2001. Вып. 2. – С. 99.
41.Ершов, Е.В. Компьютерная обработка изображений в оптико-электронной системе контроля процесса спекания шихты на агломерационной машине [Текст] / Е.В. Ершов // Оптические, радиоволновые и тепловые методы и средства контроля качества материалов, промышленных изделий и окружающей среды: Тез. докл. 8-й Междунар. НТК. – Ульяновск: УлГТУ, 2000. – С. 11-12.
42.Ершов, Е.В. Обработка изображения макроструктуры спекаемого слоя для оценки качества агломерата [Текст]/ Е.В. Ершов, Е.В. Королева // Информационные технологии в науке, проектирование и производстве: Тез. докл. Всерос. НТК(Computer – Based Conference). В 3 частях. Ч. 2. – Нижний Новгород: Верхне-Волжское отд. Академии технол. наук РФ, 2000. – С. 20.
43.Ершов, Е.В. Контроль поверхности зажигания при агломерации с использованием оптико-электронного метода [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Л. Селяничев, М.Н. Фатиев //Повышение эффективности теплообменных процессов и систем: Мат. 2-й Межд. НТК.–Вологда: ВоГТУ, 2000.–С.176-177.
44.Ершов, Е. В. Программное обеспечение оптико-электронной системы управления процессом спекания шихты на агломерационной машине [Текст] / Е.В. Ершов, М.Н. Фатиев // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание-99): сб. мат. 4-й Междунар.НТК. – Курск: КГТУ, 1999. – С. 107-109.
45.Ершов, Е. В. Методы компьютерной обработки изображений в оптико-электронной системе управления и контроля процесса спекания шихты на агломерационной машине [Текст]/ Е.В. Ершов // Перспективные технологии автоматизации: Тез. докл. Междунар. электронной НТК. – Вологда: ВоГТУ, 1999. – С. 18.
46.Ершов, Е. В. Обработка изображения излома агломерационного спека для оценки завершения процесса спекания шихты [Текст]/ Е.В. Ершов, М.Н. Фатиев // Компьютерные технологии в науке, проектировании и производстве: Тез. докл. 1-й Всерос. НТК. В 19 частях. Ч. 9. – Нижний Новгород: НГТУ, 1999. – С. 32.
47.Ершов, Е. В. Управление процессом спекания шихты на агломерационной машине с помощью оптико-электронной системы [Текст]/ Е.В. Ершов // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 97): сб. мат. 3-й Междунар. НТК. Курск, 25-28 ноября 1997 г. - Курск, 1997. – C. 169-170.
48.Ершов, Е. В. Алгоритмы анализа текстуры изображения среза аглоспека для определения его прочности [Текст]/ Е.В. Ершов, Е.В. Королева // Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства контроля природной среды, материалов и промышленных изделий: Сб. тез. докл. 7-й Междунар. НТК. Череповец 16-18 сентября 1997 г. – Череповец, 1997 г. – С. 136-137.
49.Ершов, Е. В. Компьютерный анализ изображения среза аглоспека в хвостовой части агломерационной машины для оценки завершенности процесса спекания шихты [Текст]/ Е.В. Ершов, И.А. Дегтяренко, О.Л. Селяничев // Информационные технологии в производственных, социальных и экономических процессах: Сб. труд. 1-й Междунар. НТК - Череповец, 28-30 мая 1996 г. – Череповец, 1996. – С. 76-77.
50.Ершов, Е. В. Применение системы технического зрения для контроля процесса спекания шихты на агломерационной машине [Текст] / Е.В. Ершов, И.А. Дегтяренко, О.Л. Селяничев // Оптические, радиоволновые, тепловые методы и средства неразрушающего контроля: Тез. докл. 6-й Рос. НТК с междунар. участием. Саратов 12-14 сентября 1995 г. – Саратов, 1995. – С. 88.
51.Ершов, Е. В. Алгоритмические, программные и технические средства обработки изображений для контроля процесса спекания шихты на агломерационной машине [Текст] / Е.В. Ершов, И.А. Дегтяренко, О.Л. Селяничев // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание – 95): сб. мат. 2-й Междунар. НТК.- Курск,2-6 октября 1995 г. – Курск, 1995. – С. 185-186.
52.Ершов, Е. В. Алгоритмическое и программное обеспечение системы технического зрения на ПЗС для контроля процесса спекания шихты на агломерационной машине [Текст]/ Е.В. Ершов, О.Л. Селяничев, В.В. Селивановских // Приборы с зарядовой связью и системы на их основе: Тез. докл. 5-й НТК с междунар.участием. - Москва, 1995. – С. 61-62.
53.Ершов, Е. В. Комплекс оптико-электронных средств для автоматизации проектирования систем контроля качества поверхностей различных материалов [Текст]/ Е.В. Ершов, А.Н. Зуев, В.Д. Шварц // Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации (Распознавание-93): сб. мат. 1-й Междунар. НТК - Курск, 5-8 октября, 1993. – С. 152-153.