[发明专利]热轧带钢端部形状在线视觉测量装置

说明书

技术领域

本发明的技术方案涉及以采用光学方法为特征的计量设备，具体地说是热轧带钢端部形状在线视觉测量装置。 

背景技术

由于生产现场环境恶劣，传统的带钢端部形状检测都使用离线、人工的方法进行抽检，抽检取样时间长，工人劳动强度大，测量信息与生产状态不能及时对应，不能实时反应生产线的状态，不能有效的实现生产的闭环控制，降低了轧机的有效作业率，增加了带钢的废品率。这些都严重影响了带钢生产，限制了产品质量的进一步提升。因此，急需研制一种高精度、高效率的机器检测设备，以提高带钢生产过程的产品质量，保证生产出高品质和高附加值的带钢。 

现有技术的带钢端部形状检测方案有以下几种： 

（1）华中理工大学谢图强等人提出：在粗轧出口放置一个面阵列CCD摄像机和一个CCD位置检测器，用此CCD位置检测器控制带钢的位置，用面阵列CCD摄像机对带钢端部进行检测。但是这种方案的机械结构复杂，成本较高。 

（2）北京科技大学李毅杰等人对板坯头部形状进行了检测，他们用线阵列CCD摄像机获取板坯头部形状，在图像获取系统中研究出了应用线性回归获得板坯头部边缘形状的数学表达式。此方案由于用到了线性回归的方法使计算量增大。 

（3）浙江大学流体传动及控制国家重点实验室傅新等人对高精度面阵列CCD摄像机获得的带钢头尾图像进行了处理，他们采用图像增强、分割技术提取了带钢头尾图像的偏心率、穿越点数目、宽度梯度等特征参数，通过BP神经网络对带钢头尾形状进行了识别分类处理。但是这种方案可能会造成信息丢失，且当数据不充分时不能准确检测，而且速度较慢。 

（4）CN101131315A公开了瓷砖尺寸及形状在线视觉测量系统，采用CCD摄像头在线测量瓷砖的尺寸和形状，四个CCD摄像头均与计算机图像采集单元连接，每个CCD摄像头摄取瓷砖的一个角的图像。该装置的缺点是只是单纯的专门做尺寸和形状测量。 

（5）CN101811140B披露了一种适用于热轧厂粗轧板坯测宽及对中方法，提出一种在几乎不增加设备投资的情况下，借助对轧钢机侧导板的控制功能的扩展，实现自动校核实际板坯宽度与预期值是否相符，同时可以保证板坯自动对中的适用于热轧厂粗轧板坯测宽及对中方法，从而保证轧钢质量，避免设备受损。该发明方法的实施步骤复杂，实施起来对方案要求很高。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供热轧带钢端部形状在线视觉测量装置，是一种基于激光器的视觉传感装置，克服了现有技术的带钢端部形状检测速度慢、效率低和精度不够的技术问题。 

本发明解决该技术问题所采用的技术方案是：热轧带钢端部形状在线视觉测量装置，是一种基于激光器的视觉传感装置，包括热带钢末端形状检测装置、视觉信息处理系统和在线检测装备监控系统；所述热带钢末端形状检测装置主要包括视觉传感系统、激光器和计算机处理单元，其中，视觉传感系统包括两路线阵CCD摄像机，两路线阵CCD摄像机被分别安置在两个滑块上设置的高度和角度可调的摄像机安装架上，两个滑块则分别设置在带钢生产线的带钢传送带上方固定在机架上的一条导轨上，两路线阵CCD摄像机之间间隔为300mm～600mm，位于带钢的宽度方向上，每个CCD线阵摄像头都能拍摄到热轧带钢的两个边缘，两路线阵CCD摄像机都与计算机处理单元用网线相连接，激光器位于两路线阵CCD摄像机的右上方，并被固定在上述机架的另一条导轨上安装的一个激光器支架上，计算机处理单元的硬件构成包括计算机及其部件、控制面板、监视器和信号线，其中计算机分别与控制面板和监视器利用信号线连接，该计算机处理单元的软件构成分为图像处理单元和带钢端部形状处理单元，所述图像处理单元是以工业通用计算机为平台，在vc6.0的平台下，利用OpenCV图像处理函数库所编写的图像处理软件，所述带钢端部形状处理单元存储有多种带钢端部形状；所述视觉信息处理系统包括带宽计算系统、线阵CCD图像处理系统、液晶显示屏、键盘和鼠标、信号处理器和工业计算机，其中带宽计算系统包括得到边缘点坐标算法、三角计算算法和带宽计算界面，线阵CCD图像处理系统包括人机界面、图像采集程序和图像边缘检测算法；上述在线检测装备监控系统包括带宽计算系统的监控界面和后台数据库管理软件；热带钢末端形状检测装置中的视觉传感系统通过网线连接视觉信息处理系统，视觉信息处理系统用USB导线连接在线检测装备监控系统，由此构成热轧带钢端部形状在线视觉测量装置。 

上述热轧带钢端部形状在线视觉测量装置，所述两路线阵CCD摄像机分为左边的线阵CCD摄像机和右边的线阵CCD摄像机，由此构成双目视觉系统。