[实用新型]基于激光和图像识别的挡钢钩工作状态监控系统

说明书

本实用新型公开了一种基于激光和图像识别的挡钢钩工作状态监控系统，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉、输送辊道和上料台架电控系统，其中，挡钢钩设置于上料台架一侧，拨钢叉用于将钢坯由上料台架输送到输送辊道，上料台架、挡钢钩和拨钢叉均与上料台架电控系统连接；该系统还包括激光器、相机和自动控制单元，激光器和相机设置在挡钢钩的同一侧，自动控制单元与相机、上料台架电控系统连接；该系统工作时，激光器向挡钢钩照射激光，相机拍摄挡钢钩的图像，自动控制单元检测图像中激光光斑的个数，当挡钢钩升起或落下后，挡钢钩上的激光光斑的个数会发生变化，以此判断挡钢钩的工作状态，并将信息反馈给上料台架电控系统。

技术领域

本实用新型属于轧钢生产技术领域，具体涉及一种基于激光和图像识别的挡钢钩工作状态监控系统。

背景技术

轧钢加热炉在钢铁企业中占有重要的地位，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，如图1所示，其主要包括上料台架2、挡钢钩3、拨钢叉4、输送辊道5和上料台架电控系统6；上料时先由吊车将多根钢坯1成排的摆放到上料台架上2，然后上料台架2的步进驱动装置和挡钢钩3根据加热炉的生产节奏，将钢坯1一根一根的运送到拨钢叉4上，接着拨钢叉4将钢坯1放置在输送辊道5上方，最后输送辊道5运转，将钢坯送至加热炉的炉内。

其中，挡钢钩在上料装置中起着非常重要的作用：在上料台架进行挤坯操作时，需要将挡钢钩升起，防止钢坯从台架上落下；挤坯完成后，需要将挡钢钩落下，保证钢坯能从上料台架落到拨钢叉上面。然而，经常会发生下列情况：1、挤坯完成后，挡钢钩被钢坯挤压而卡住，导致上料台架电控系统6发出挡钢钩落下指令后，挡钢钩并没有落下；2、钢坯摆放位置不当，导致上料台架电控系统6发出挡钢钩升起指令后，挡钢钩不能正常升起。

目前，对挡钢钩发出操作指令(升起指令或者落下指令)后，主要是依靠人眼来观察挡钢钩是否执行了操作指令，这给操作工人带来了额外的工作负担。在一些加热炉自动上料的系统中，自动上料系统需要验证挡钢钩的指令执行情况，及时检测异常情况；目前检测挡钢钩的升起状态主要是通过卷积神经网络进行图像识别的方法，然而当挡钢钩与背景差异较小的时候，该方法检测的准确率很低，不能满足自动上料系统的需求。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是提供一种基于激光和图像识别的挡钢钩工作状态监控系统，解决依靠人眼观察挡钢钩工作状态带来额外的工作负担以及挡钢钩与背景差异较小时造成图像识别检测准确率低的问题。

本实用新型所采用的技术方案是：一种基于激光和图像识别的挡钢钩工作状态监控系统，其特征在于，包括上料台架、挡钢钩、拨钢叉、输送辊道和上料台架电控系统，其中，挡钢钩设置于上料台架一侧，拨钢叉用于将钢坯由上料台架输送到输送辊道，上料台架、挡钢钩和拨钢叉均与上料台架电控系统连接；该系统还包括激光器、相机和自动控制单元，激光器和相机设置在挡钢钩的同一侧，自动控制单元与相机、上料台架电控系统连接；

该系统工作时，激光器向挡钢钩照射激光，相机拍摄挡钢钩的图像，自动控制单元检测图像中激光光斑的个数，当挡钢钩升起或落下后，挡钢钩上的激光光斑的个数会发生变化，以此判断挡钢钩的工作状态，并将信息反馈给上料台架电控系统。

进一步地，激光器和相机均为两个，设置在上料台架出口两侧。

进一步地，仅一个激光器向一个挡钢钩照射激光。

进一步地，多个激光器向同一个挡钢钩的不同部位照射激光。

进一步地，自动控制单元包含图像处理模块、通讯模块和决策模块；图像处理模块用于检测图像中激光光斑的个数，以此判断挡钢钩的工作状态；通讯模块用于读取上料台架电控系统的操作指令；决策模块用于根据图像处理模块的判断结果与通讯模块读取的操作指令，生成反馈信号，并发送给上料台架电控系统。

进一步地，图像处理模块使用颜色分割技术检测图像中照射在挡钢钩上的激光光斑，生成挡钢钩升起或落下的状态信号。