高炉炼铁过程关键信息在线获取是国际公认的挑战性难题。本书从在线检测与智能感知的角度系统地总结和阐述了高炉炼铁过程关键信息在线获取技术，主要包括以内窥式微光成像为核心的高炉料面三维形貌直接在线检测新方法、以特谱辐射和分区补偿模型为核心的高炉铁口渣铁流温度场分布实时在线智能感知新理论、基于光流与形态特征的高炉铁口渣铁流量检测方法、基于数据与知识融合的多元铁水质量智能感知新方法等。

本书可供高等院校控制、冶金、人工智能等专业的师生阅读，也可供自动化及冶金领域相关研究人员和工程技术人员参考。

1绪论1

1.1引言1

1.2高炉炼铁过程简介2

1.3高炉炼铁过程关键信息检测现状6

1.4本书的主要内容20

参考文献21

2基于弱光内窥式成像的高炉料面直接在线检测28

2.1局部动态强光干扰下高炉料面弱光成像方法28

2.2大景深宽视场大孔径内窥式成像光学系统设计49

2.3基于设备安装位姿优化的料面成像范围提升方法70

2.4高炉料面在线检测系统研发87

2.5工业应用及效果分析92

参考文献100

3基于图像序列的高炉料面形貌三维重建及可视化103

3.1高炉料面视频关键帧提取与清晰化方法104

3.2高炉料面图像关键帧图像补全方法115

3.3高炉料面三维重建方法127

3.4基于实时动态分割的高炉三维料面可视化方法140

3.5工业应用及效果分析152

参考文献159

4基于料面轮廓信息的高炉炉料下降速度检测160

4.1基于分数阶的多向微分算子高炉料面轮廓提取162

4.2基于改进Canny算子的料面轮廓补偿及修正172

4.3基于轮廓提取的高炉料速检测及实例验证177

参考文献184

5基于红外视觉的高炉铁口铁水流温度在线检测186

5.1基于红外视觉的铁口铁水流温度多态映射方法186

5.2随机分布粉尘干扰下铁口铁水流温度分区补偿203

5.3红外视觉铁水测温系统研发231

5.4工业应用及效果分析242

参考文献245

6基于光流与形态特征的高炉铁口渣铁流量在线检测247

6.1基于互引导光流模型的渣铁射流表面流场检测248

6.2基于射流运动轨迹模型的铁口渣铁流速检测260

6.3基于边界混合形态特征的铁口渣铁流量在线检测282

6.4高炉铁口渣铁流量在线检测系统研发300

6.5工业应用及效果分析304

参考文献307

7基于数据驱动的铁水质量参数在线智能预测310

7.1基于最 优工况迁移路径的高炉铁水硅含量预测310

7.2基于动态注意力深度迁移学习的多元铁水质量参数预测336

参考文献359

8高炉铁水硅含量变化趋势智能感知361

8.1基于复合差分优化极限学习机的铁水硅含量变化趋势感知361

8.2基于目标驱动深度学习的铁水硅含量变化趋势感知374

参考文献392