[发明专利]热轧轧件头尾位置及运动方向的检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及热轧轧件检测技术，更具体地说，涉及一种热轧轧件头尾位置及运动方向的检测方法。

背景技术

在热轧粗轧生产中，见图1，轧件的头尾位置与运动方向是非常重要的生产参数，为热轧轧制、剪切、轧机协调等控制提供基础保障。目前，通常使用热金属检测器，接收高温轧件放射出的红外线经光敏元件把光能转换成电信号，实现对热钢坯进与出的位置检测，其中返回一组开关量信号。在特殊环境中，如轧钢生产中在往返式粗轧机双侧边部由于灰尘多，水汽大，同时被测轧钢件在冲出粗轧机时上表面有时还覆盖一层较厚的除鳞水。而常用的热金属探测器的探测视场一般都比较小，小视场很容易受到水汽干扰，会减弱探测器能接收的红外辐射信号，有时还会产生折射使红外线发生偏折，使得其无法正常工作。并且，单个热金属检测器也无法实现智能判断的特性，如前进与后退，在轧机附近轧件头尾精确定位获取各种工况下的正反向长短头尾图像，想要追加这些功能，必须在一个小区域内安装使用多个此类检测器。但在轧机附近往往会受到周围设备环境的制约无法安装多个，就是能安装了也不经济。同时在复杂工况与水汽环境等恶劣条件的制约下，也无法有效可靠地检测出轧件精确位置。

专利申请号200810010355.3的中国专利公开了一种基于近红外图像的板材头部弯曲形状检测装置及方法，该检测装置的结构包含热金属检测器，近红外相机和处理计算机。其处理过程为首先利用热金属检测器判断板材的就位情况，当轧件就位后，再利用近红外相机获得轧件的近红外图像，然后用图像处理的方法计算轧件的形状。经现场长期使用发现，使用该检测装置检测轧件的位置，可靠性相对较低，对短坯也无法检测，并且在图像处理过程中，主要采用图像的平滑、增强和分割计算，不能抑制图像中大面积的水汽干扰，因此也不适于在水汽环境下的应用。

综上所述，使用上述现有技术根本无法在该水汽环境中可靠地进行安装与使用，以至于无法对轧件的位置与运动方向进行实时有效的跟踪和获取，从而严重影响到轧机的安全顺行及生产轧制效率。

发明内容

针对现有技术中存在的上述缺点，本发明的目的是提供一种热轧轧件头尾位置及运动方向的检测方法，能够适于在水汽环境下对轧件头尾位置及运动方向进行实施监测。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

该热轧轧件头尾位置及运动方向的检测方法，包括以下具体步骤：

A.在热轧轧机的侧部安装工业相机，对轧件轧制进行不间断拍摄，并将图像输入计算机；

B.通过计算机对每帧图像中划分数个检测窗口区域，根据各区域内的亮点个数来判断该区域内是否有轧件，并设定相应的逻辑值；

C.根据同一帧图像中各区域的逻辑值，确定该轧件的头尾位置；

D.根据相邻两帧图像中各区域的逻辑值相组合判断，确定该轧件的头尾运动方向。

在步骤A中，所述的工业相机安装于热轧轧机的出口处，或者分别安装于热轧轧机的出、入口处。

在步骤B中，所述的检测窗口区域数量为相间隔的三个，每个区域设置成与轧件运动方向相垂直且纵贯整个图像视场。

在步骤B中，所述的各区域内是否有轧件的判断方式为：

在计算机中设定亮点数量阈值，将各区域中的亮点个数与阈值相比，若亮点个数大于阈值，则判断该区域内有轧件，并设定其逻辑值为1；若亮点个数小于阈值，则判断该区域内无轧件，并设定其逻辑值为0。

在步骤C中，所述的轧件头尾位置的判断方式为：。

在同一帧图像中，

若沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为1、1、0，则判断为轧件头部完整进入被测位置；

若沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为0、1、1，则判断为轧件尾部完整进入被测位置；

若沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为0、0、1，则判断为轧件尾部的部分进入被测位置；

若沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为1、1、1，则判断为轧件中部进入被测位置；

若沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为1、0、0，则判断为轧件头部的部分进入被测位置。

在步骤D中，所述的轧件头尾运动方向的判断方式为：

在相邻两帧图像中，

若上一帧图像中沿轧件轧制方向三个区域的逻辑值分别为1、1、0，而本帧图像中相应区域的逻辑值分别为1、1、1，则判断为轧件头部正向运动且完整进入被测位置；