[发明专利]钢材计数系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢材计数领域，具体涉及一种钢材计数系统及方法。

背景技术

钢材是钢铁企业轧钢厂生产的一类主要产品，广泛用作建筑钢筋、机械制造金属原材料等。按照国际市场惯例，钢材必须准确按额定的支数打捆包装，按支数交易。支数不准属于包装不合格产品，如果出现少支，厂家不仅需要负责赔偿，承担经济损失，还将影响厂家的声誉。不能做到准确包装，厂家也无法从允许的负公差轧制中获得应有的盈材效益。因此，钢材在线计数成为保证标准化包装的一道重要工序。

然而，目前我国众多轧钢厂中近百条钢材生产线基本上都是采用人工点支方式，工人需要长时间弯腰守候在传送链床旁，对炙热的棒材逐支手扳指点地计数，生产效率低，劳动强度大，工人极易疲劳，特别容易导致计数出错。经常性地停下链床反复清点，严重影响了连续作业生产效率，与自动化轧钢生产线的高装备水平极不相称。长期以来钢材生产中的计数问题一直困扰着各生产厂家，成为钢材自动化生产的瓶颈，各钢材厂都迫切需要解决准确点支计数问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢材计数系统，以解决现有人工点支钢材计数方式存在的生产效率低、计数不准确且劳动强度大的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种钢材计数方法，以解决现有人工点支钢材计数方式存在的生产效率低、计数不准确且劳动强度大的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种钢材计数系统，包括：图像采集装置、上位机模块和电源，图像采集装置与上位机模块连接，用以实时采集流水线上的钢材图像并发送至上位机模块；上位机模块用以对采集到的图像进行分析，得到钢材计数统计；电源分别与图像采集装置和上位机模块连接，用以为图像采集装置和上位机模块提供电力；其中，上位机模块进一步包括：

人机交互处理单元：用以接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置，并实时显示检测信息及检测结果；

图像采集单元：分别与人机交互处理单元和图像采集装置连接，用以根据人机交互处理单元接受的用户操作，驱动图像采集装置实时采集流水线上的钢材图像，并将采集到的图像发送至图像处理单元和人机交互处理单元；

图像处理单元：与图像采集单元连接，用以对接收到的图像进行分析处理，得出钢材轮廓信息并发送至统计处理单元；

统计处理单元：与图像处理单元连接，用以通过钢材轮廓信息，拟合钢材的边缘，得出每一根钢材的中心位置以及尺寸，记录钢材的数量，并统计一个批次的钢材数量以及对应的钢材的位置和尺寸信息发送至数据库和人机交互处理单元；以及，

数据库：用以存储一个批次的钢材数量以及对应的钢材的位置和尺寸信息。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数系统，该图像采集装置采用CCD彩色相机。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数系统，该统计处理单元以excel图表的形式将统计的一个批次的钢材数量以及对应的钢材的位置和尺寸信息生成报表发送至数据库和人机交互处理单元。

为达到上述目的，本发明还提供一种钢材计数方法，包括以下步骤：

（1）接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置；

（2）根据用户的操作，图像采集装置实时采集流水线上的钢材图像；

（3）采用图像分析方法对采集到的图像进行分析处理，得出钢材轮廓信息；

（4）根据钢材轮廓信息，拟合钢材的边缘，得出每一根钢材的中心位置以及尺寸，记录钢材的数量，并统计一个批次的钢材数量以及对应的钢材的位置和尺寸信息；

（5）实时显示检测信息及统计结果，并存储统计结果。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数方法，步骤（1）中的参数设置具体包括：采集帧率、分割阈值、区域算子和拟合系数。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数方法，步骤（3）采用的图像分析方法具体包括：序贯加权平滑算法、模板匹配算法、轮廓曲线匹配算法和类圆形边缘集聚算法。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数方法，步骤（3）具体包括以下步骤：

（31）采用序贯加权平滑算法实时估计内置参数，每个参数都有一个加权因子，通过估计参数对图像进行平滑操作，减小随机噪声干扰；

（32）通过模板匹配算法对钢材的类圆形边缘轮廓进行特征匹配，提取钢材的轮廓区域；

（33）采用轮廓曲线匹配算法根据步骤（32）获取的待选轮廓区域，通过边缘过滤操作，提取相关钢材边缘轮廓线，并且连接细小的边缘断裂点。

依照本发明较佳实施例所述的钢材计数方法，步骤（4）具体为：