中间包钢水液位是保证连铸生产顺利进行的重要工艺参数之一。中间包钢水液位的实时测量与控制对于稳定浇注、防止漏钢事故、提高铸坯质量及增加中间包内衬耐材寿命等均有直接影响。特别是在停浇末期,根据准确的钢水液位信息,尽可能地减少中间包内钢水的剩余量而又保证不卷渣,从而提高钢水收得率,增加企业效益。因此,准确地测量中间包钢水液位具有实际意义。中间包钢水液位测量是一个至今未能解决的难题,由于中间包内钢水上方存在厚度不定的保护渣(覆盖剂、钢渣和钢水中上浮的杂质),以及高温、多尘、强干扰等恶劣环境均给钢水液位的测量带来困难,使得超声、涡流、微波和视觉等方法一直不能应用于中间包钢水液位的测量。针对中间包钢水液位测量难题,本文研究一种基于视觉检测的钢水液位测量方法,其研究工作包括机理模型的建立与分析、温度信息的合理提取、温度梯度的微弱目标定位、测量系统误差校正及现场试验。主要研究内容与创新工作如下：(1)基于视觉检测的中间包钢水液位测量方法本文测量钢水液位的方法是利用一支耐火材料制成的测量棒插入中间包钢水中感知温度,由于中间包内从上至下存在具有不同温度变化速率的空气层、保护渣层、钢水层三层介质,热平衡后测量棒轴向温场分布在空气层-保护渣层以及保护渣层-钢水层分界面处会出现温度梯度的突变点,利用这一特性,通过视觉检测定位两个分界面位置,从而得到钢水液位高度。为从理论上分析本论文方法的可行性,基于有限元分析建立了测温棒三维非稳态传热模型,并进行了数值计算,通过现场实际温度测量数据与模型计算结果比较对模型进行验证。数值计算结果分析表明,测量棒纵向温度场分布在保护渣层-钢水层分界面以及空气层-保护渣层分界面处均存在明显的温度梯度的突变点,为本文的钢水液位测量方法提供了理论依据。通过测量系统的参数对液位测量结果的影响分析,并结合现场实际条件,确定系统的测量参数。视觉系统空间分辨率最低约为2mm/pixel,最高可达0.4mm/pixel,满足测量精度要求。(2)测量棒温度信息的可靠提取及温梯度分界而定位针对常规的图像分割方法对于本文测量图像在边沿定位精度与干扰消除级间存在矛盾,不能较好地解决测量棒与背景、噪声的分离问题,提出和研究一种改进的粒子群ostu分割方法,该方法利用目标和背景的最大类间方差作为判据,实现了测量棒和背景噪声的分离,同时用与信息熵相结合的自适应步长改进粒子群搜索方法,实现最优分割阈值的获取,阈值搜索速度提高到迭代法的2.4倍,最终实现测量棒温度信息的可靠提取。针对在复杂噪声及流渣干扰下保护渣层-钢水层分界面的微弱特征被掩盖而无法可靠定位的难题,提出和研究一种基于图像信息与机理模型相结合的微弱目标定位方法。以机理模型模拟计算得到的目标特征判据,抑制图像数据中的复杂噪声及流渣干扰等形成的伪特征,实现微弱目标的可靠搜索、提取和定位,分界面定位准确率达到95%左右。(3)液位测量系统校正与现场试验提出和研究一种改进的单目视觉畸变校正方法,该方法是在实现控制点的自动、准确、鲁棒提取的基础上,建立畸变图像与原始图像的多项式映射模型,并结合双曲线插值运算对视觉系统进行校正,从而减小钢水液位测量偏差。视觉畸变导致液位测量最大偏差约20mm,校正后偏差减小到0.4mm。同时,针对系统动态测量中的参数变化问题,利用基准参照物的物象关系实现参数的校正,校正后,参数变化对测量影响偏差小于2.5mm。为验证测量准确性,利用手动插入金属棒验证测量钢水液位,本文的液位测量方法与手动验证方法相比较,测量统计偏差为4.3mm。机理模型分析与现场试验结果表明：本文方法可实现准确可靠的中间包钢水液位测量,测量原理可推广到其他类似的熔融金属液位测量场合,具备很好的应用前景。