[发明专利]一种多信息融合的高温铸坯表面缺陷在线检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高温铸坯表面缺陷的在线检测方法，通过红色、绿色、蓝色三台条形光源和单台彩色三CCD线阵摄像机的组合，获取高温铸坯表面灰度、深度和温度信息，通过深度信息和温度信息的像素级融合检测高温铸坯表面缺陷所在的区域，通过灰度信息和深度信息的特征级融合对高温铸坯表面缺陷进行分类识别。

背景技术

连铸坯的质量直接影响后续钢材产品的质量，板带材表面缺陷很大部分是连铸坯表面缺陷的后续表现，严格监控连铸坯表面缺陷具有非常重要的意义。目前，铸坯表面质量主要依靠人工离线进行检测，不仅劳动强度大、生产效率低，而且无法对缺陷进行及时反馈。由于铸坯表面温度高达1000℃以上，在这种温度下检测，要求既不能采用耦合剂，也不能采用接触检测方式。即使采用非接触检测方式，铸坯表面与传感器之间距离也不能太近，否则，传感器会在高温金属长时间烘烤下改变其特性。因此，传统的超声、涡流、电磁等无损检测方法无法实现高温铸坯的在线检测。基于CCD摄像的机器视觉检测技术具有远距离、响应快等优点，将机器视觉检测技术应用于高温铸坯表面缺陷在线检测，可以发挥远距离的优点，因而受高温金属影响较小，具有较高的抗干扰能力。但是，现有的机器视觉表面检测技术通常采用黑白CCD摄像机采集物体的表面图像，通过图像灰度值的变化以及提取的灰度信息来检测和识别缺陷。由于连铸生产中铸坯在高温下被氧化，表面生成大面积的氧化铁皮，并且由于连铸工艺的要求，铸坯表面覆盖着大量的保护渣。因此，摄像机采集到的高温铸坯表面图像中包含着大量氧化铁皮和保护渣等干扰物，这些干扰物与表面缺陷在灰度上非常接近，如果仅仅通过灰度信息进行缺陷检测与识别，会造成大量的“误报”。

铸坯表面的裂纹、凹陷等缺陷都会造成铸坯表面深度的变化，而氧化铁皮、保护渣等干扰物与裂纹、凹陷等缺陷在深度变化上存在着不同，如果能提取铸坯表面的深度信息，根据深度信息判别缺陷，会增加缺陷检测的准确率，减少“误报”现象。此外，高温铸坯表面的热辐射现象非常突出，铸坯自身的热辐射与其表面覆盖的氧化铁皮和保护渣的热辐射能量是不同的，因此，通过高温铸坯表面的热辐射形成的温度场信息，能为铸坯表面缺陷的准确检测与识别提供可靠的依据。因此，如果能够获取表面灰度、深度、温度等信息，通过这些信息的融合检测与识别高温铸坯表面缺陷，可以提高缺陷检测与识别的准确率。

传统的信息融合往往指多传感器的信息融合，如果通过多台摄像机分别获取灰度、深度和温度信息，不仅增加摄像机的数量，而且还需要对不同摄像机采集到的图像进行配准，增加了系统的复杂性。本发明通过单台彩色摄像机与多台不同颜色光源的组合，实现了单台摄像机同时获取高温铸坯表面的灰度、深度与温度图像，不仅减少了摄像机的数量，而且灰度、深度与温度图像对应的是高温铸坯表面的同一区域，无需进行图像的配准，降低了信息融合的难度。

发明内容

本发明采用红色、绿色、蓝色三台条形光源和彩色线阵CCD摄像机，获取高温铸坯表面灰度、深度、温度等信息，通过灰度、深度、温度等信息的融合检测与识别高温铸坯表面缺陷，从而提高缺陷检测与识别的准确率。

本发明是这样实现的：