[实用新型]基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测装置。

背景技术

目前，钢铁行业对带钢轧制生产线的效率及检测精度要求越来越高，特别是中厚板板材自动生产线，由于其在辊道上输送速度极高，这给中厚板平面轮廓在线检测带来了极大的困难，这就要求轮廓检测系统不仅要具备高速的图像采集频率，更要求具备高效的图像处理算法来提取图像中有效信息。

中厚板板材作为钢铁行业的一种特殊钢种，由于其表面材质、纹理的易变性和生产线工况的多变性，采用普通光源的照明方式容易受到外界不确定因素的干扰而引起一定的检测误差。因此，要进一步提高轮廓检测系统中的抗干扰能力，需要改变其照明方式。

由于轧制的中厚板板材头、尾轮廓形状存在很大的不确定性，采用传统的检测原理无法精确地这部分的轮廓信息，甚至不能对其进行检测。再者，现有的基于CCD图像传感器的轮廓检测仪无法独立地完成带钢轮廓的检测，因为其无法测量出带钢表面相对辊道平面的高度信息，而是依赖于上一级系统或者其他高度检测设备，这严重限制了轮廓检测仪的应用范围。

发明内容

本实用新型的目的是针对当前中厚板轮廓检测仪技术的不足，提供一种基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测装置。

基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测系统包括中厚板轮廓检测装置和控制装置；

中厚板轮廓检测装置包括传感器柜、线激光源、面阵CMOS相机、相机镜头、面阵CMOS相机的安装位置、激光多普勒测速仪、螺丝、两相邻面阵CMOS相机的视觉重叠区域、被测带钢、带钢输送辊道、相机轴线与相机安装点所形成的平面和左面阵CMOS相机的轴线、光电开关接收器和光电开关发射器；

传感器柜内在等高平面上设有两个面阵CMOS相机，在面阵CMOS相机上装有相机镜头，且在其面阵CMOS相机的两侧分别设有多个线激光源，线激光源与面阵CMOS相机轴线之间的夹角为2-12度，激光多普勒测速仪通过螺丝固定在传感器柜的下端，带钢输送辊道上设有被测带钢，在被测带钢上设有两相邻面阵CMOS相机的视觉重叠区域，面阵CMOS相机的安装位置与左面阵CMOS相机的轴线形成相机轴线与相机安装点所形成的平面，光电开关接收器安装在传感器柜的正前方，光电开关发射器安装在光电开关接收器的正下方形成对射，且光电开关发射器安装在低于带钢输送辊道的平面的高度平面上，面阵CMOS相机与相机工控机相连，激光多普勒测速仪与前端工控机相连，且前端工控机通过网线与相机工控机相连，传感器柜放置在龙门架上；

控制装置包括面阵CMOS相机、激光多普勒测速仪、基于CPCI接口的图像采集卡、相机工控机、基于CPCI接口的串口扩展卡、模拟信号采集卡、数字I/O控制卡、前端工控机；

前端工控机分别与相机工控机和基于CPCI接口的串口扩展卡相连，相机工控机与基于CPCI接口的图像采集卡相连，基于CPCI接口的图像采集卡与两个面阵CMOS相机相连，基于CPCI接口的串口扩展卡分别与激光多普勒测速仪、模拟信号采集卡和数字I/O信号控制卡相连。

面阵CMOS相机拍摄的图像通过Camera Link通信传输给基于CPCI接口的图像采集卡，基于CPCI接口的图像采集卡对拍摄图像进行预处理，并将处理后的图像经CPCI通信接口传输给相机工控机，相机工控机通过TCP/IP以太网与前端工控机进行数据交互，激光多普勒测速仪测得的速度信息通过RS232通信协议传输给基于CPCI接口的串口宽展卡，模拟信号采集卡和数字I/O信号控制卡通过RS485通信协议与基于CPCI接口的串口宽展卡进行数据交互，基于CPCI接口的串口宽展卡通过CPCI通信接口与前端工控机进行数据交互。

本实用新型与现有技术相比具有的有益效果

1)采用多个线激光源照射在中厚板的表面上，相邻激光线之间通过拼接方式形成一条横跨整个带钢表面的长激光线，了提高带钢宽度的检测范围和激光线沿其长度方向上光强的均匀性；

2)两相邻面阵CMOS相机之间采用部分视觉重叠的方式来拍摄入射在带钢表面上的激光线，这种视觉拍摄方式能保证带钢侧边和头、尾的轮廓都能被检测到；

3)为了使面阵CMOS相机所拍摄的图像中激光线能反映出带钢表面的高度信息，线激光源以一定的倾角将线激光照在带钢表面上；

4)基于二次投影算法的图像处理算法，可以将图像中激光线端点位置坐标的提取精度精确的亚像素级；

5)利用面阵CMOS相机来拍摄入射在带钢表面上的激光线，这种基于机器视觉的轮廓检测方法实现了带钢轮廓的非接触式检测；