[发明专利]一种带钢边界在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种带钢检测方法，尤其是一种带钢边界的在线检测方法。

背景技术

带钢的边界检测是带钢轧制过程中一个关键环节，传统的带钢边界检测方法为机械探测法，极易对带钢的边部造成损失而形成卷边。更先进一些的带钢边界检测方法采用了光电开关进行带钢边部探测。如授权公告号为CN2907940Y的“缝合机侧导板对中装置”实用新型专利中的带钢边界检测采用左右两侧各一个光电开关。授权公告号为CN201871892U的“一种用于带钢自动对中的电动执行装置”实用新型专利中是将光电管安装在该设备的框架上，并通过标尺读数。授权公告号为CN201923691U的“防止硅钢带钢跑偏的控制装置”实用新型专利中的带钢边界检测器由光源、光电池板和与光电池相连的差动放大电路组成。

以上三个专利的共同特点都是非接触式的检测方法，根据光电原理，通过光的透射与反射探测带钢边缘，缺点是需要依赖基础自动化手段，设备相对复杂和昂贵且因为系统组成部分较多，容易出现故障，难维护。

发明内容

本发明提供了一种带钢边界在线检测方法，通过设置在钢板上方的图像采集设备对带钢图像进行实时采集，采集到的图像中包含带钢部分和背景部分，利用计算机对图像特征的提取及分析来检测带钢的边界，解决光电开光设备复杂，对基础自动化要求高、难维护的问题，而且可不依靠其他基础自动化手段，非接触式独立运行。

本发明的目的是这样实现的，一种带钢边界在线检测方法包括以下步骤：

(1)带钢图像数据采集：利用照明设备进行单一明场照明，通过图像采集设备连续采集带钢表面实时图像，其采样周期设置与带钢运行速度匹配，避免带钢图像有所重叠或者使带钢图像信息丢失。采用单一明场照明，使得带钢图像的对比度得到增强，更利于带钢边界检测的准确。

(2)带钢图像数据提取：利用计算设备按图像采集设备的采样周期对采集到的带钢表面实时图像进行提取，然后对每一幅目标图像创建一个独立的分析线程，以进行进一步的分析处理。

(3)带钢图像数据预处理：对采集到的图像进行转灰度处理，并采用中值滤波和均值滤波方法对灰度图像进行降噪处理，避免带钢图像中的噪声对带钢边界的检测造成影响。

(4)灰度图像阈值计算：对灰度图像利用阈值进行分割，灰度图像阈值采用与带钢图像平均灰度相关的自适应阈值，自适应阈值的系数是通过大量现场带钢图像数据试验得到；灰度图像自适应阈值T＝T₀/(1-M/255)，其中，M是图像的平均灰度，T₀为自适应阈值系数。

(5)带钢边界起点和终点确定：对带钢图像的第一行进行行扫描，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，则记录相邻左侧点的坐标L(0)为带钢的第一条边界起点，继续扫描，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，则记录相邻左侧点的坐标R(0)为带钢的第二条边界起点；同样，对带钢图像的最后一行进行行扫描，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，则记录相邻左侧点的坐标L(H-1)为带钢的第一条边界终点，其中H为图像的高度，即垂直方向上的像素个数，继续扫描，如果相邻像素灰度之差的绝对值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，则记录相邻左侧点的坐标R(H-1)为带钢的第二条边界终点；

(6)带钢边界检测范围确定：根据一幅带钢图像中的带钢边界起点和终点的连线与带钢的前进方向的夹角的正切值大小动态确定。

(7)带钢边界检测：利用带钢边界起点，在边界搜索范围内对带钢图像进行逐行扫描，从而确定带钢边界的位置，实现带钢边界的检测。

本发明采用机器视觉的带钢边界检测方法，对灰度图像进行降噪处理消除了由于图像采集设备或者现场环境的影响而产生的带钢图像噪声对带钢边界的影响；带钢边界起点和终点确定通过灰度图像利用阈值进行分割，而阈值采用了与带钢图像平均灰度相关的自适应阈值，并且自适应阈值的系数是通过大量现场带钢图像数据试验得到，能够精确的确定带钢边界的初始起点；带钢边界在线检测是在一个被缩小的范围内进行，极大地降低了带钢边界在线检测的复杂程度，提高了检测效率。本发明采用机器视觉的带钢边界检测方法，仅需要摄像头和光源，传输依靠工厂现有局域网，设备简单，成本低，易于实现和维护，适应现场环境，工作可靠，检测结果可被其它系统再利用。

附图说明

图1为本发明设备构成图；

图2为带钢边界在线检测流程图；