[发明专利]一种基于点云数据处理的脱方检测方法及系统

说明书

本申请提供了一种基于点云数据处理的脱方检测方法及系统，在入炉辊道一侧设置传感器，用于检测钢坯从输送带运输到入炉辊道；在入炉辊道的端部设置三维视觉设备，通过三维视觉设备对位于入炉辊道上的钢坯进行拍摄，得到钢坯图像，并从钢坯图像中获取点云数据；从数据预处理后的钢坯点云数据中筛选出竖直棱线，从而确定钢坯端面；如果钢坯端面存在两条绝对竖直棱线，则根据钢坯端面上的任意两条相交棱线点云数据，确定两条相交的棱线之间的夹角；如果夹角均符合第一预设角度范围，则确定钢坯为合格坯。本申请能够实现对脱方坯的检测，并将识别出的脱方坯自动剔除，降低人工成本，减少安全隐患，提高脱方坯检测的准确度。

技术领域

本申请涉及钢坯检测领域，特别涉及一种基于点云数据处理的脱方检测方法及系统。

背景技术

轧钢加热炉在钢铁企业中占有重要地位，它的任务是加热钢坯，使钢坯温度及其温度分布满足轧制要求。加热炉上料装置是将钢坯运送到加热炉的装置，主要由上料台架、挡钢钩、拨钢叉和输送辊道组成。脱方也叫菱变，是指方形和矩形轧件因四个角不成90°，演变为平行四边形、梯形或菱形的一种超差缺陷。在上料坯料中，脱方坯始终是一种影响加热炉加热与生产的重要隐患。每年由于脱方坯导致的轧制过程堆钢、停炉等事故直接影响着生产企业的经营效益。

目前脱方检测主要通过人眼观察钢坯的截面形状，在发现疑似脱方坯后，由人工进行截面对角线测量，发现对角线不等时，通知操作人员手动将脱方坯进行排除。整个操作过程机械枯燥，人工长期操作容易疲劳引起操作失误从而导致轧制过程出现故障。

目前针对加热炉自动上料、脱方坯检测的相关公开技术有：

专利申请号为201711244182.7的中国发明专利申请《基于可见光图像识别技术的加热炉自动上料系统》公开了一种自动上料系统，但该方案并没有对钢坯形状发生形变的钢坯进行检测，一旦异形钢坯进入炉内，可能多炉内设备造成损害和对生产造成影响，造成无法预估的损失。

专利申请号为201711326061.7的中国发明专利申请《推钢式加热炉双线自动进钢方法》公开了一种自动进钢方法，该申请案的控制过程仅仅是判断该钢坯进入哪条线路，无法判断钢坯是否脱方、形变，对脱方坯造成影响无法预估。

专利申请号为201910238856.5的中国发明专利申请《一种基于机器视觉的脱方检测自动上料方法》通过计算并连接消隐点确定地平线的方法来判断钢坯是否脱方坯，但该方法需要设置参照物且参照物与钢坯截面处于同一平面，此外当钢坯在钢坯检测处发生倾斜时必然不能够判断出钢坯是否为脱方坯，因此具有较大局限性。

发明内容

为了解决公开技术中的不足及人工脱方坯检测出现操作失误而导致轧制过程出现故障的技术问题，本申请通过以下实施例公开了一种基于点云数据处理的脱方检测方法及系统。

本申请第一方面公开了一种基于点云数据处理的脱方检测方法，应用于钢坯检测领域，所述方法包括以下步骤：

步骤S1当接收到就位信号后，控制三维视觉设备拍摄钢坯图像，获取钢坯的原始点云数据，并对所述原始点云数据进行数据预处理；其中，所述就位信号是传感器检测到钢坯从输送带运输到入炉辊道时发送的；

步骤S2从所述数据预处理后的钢坯点云数据，筛选出所述钢坯的竖直棱线点云数据，继而得到竖直棱线，如果所述竖直棱线的数量小于第一阈值，则确定所述钢坯为脱方坯；

步骤S3根据筛选出的所述竖直棱线点云数据确定钢坯端面并且得到钢坯端面点云数据；

步骤S4根据所述钢坯端面点云数据，根据绝对竖直棱线的确定方法，判断所述钢坯端面是否存在两条绝对竖直棱线，若存在，执行步骤S5、S6：

步骤S5根据所述钢坯端面上的任意两条相交棱线点云数据，确定两条相交的所述棱线之间的夹角；