[发明专利]一种热轧带钢跑偏的在线检测方法

权利要求书

1.一种热轧带钢跑偏的在线检测方法，其特征在于：采用机器视觉技术，利用双目线阵相机对带钢图像进行实时采集，对带钢的实时宽度及跑偏量进行计算，并有效的消除活套角度摆动对检测结果的影响，最后增加相机误差补偿保证检测精度。

2.根据权利要求1所述的热轧带钢跑偏的在线检测方法，其特征在于：具体包括步骤如下：

S1：对相机进行畸变矫正与标定：

对面阵相机畸变矫正算法进行优化，得到线阵相机畸变矫正模型，采用黑白条纹图案对线阵相机进行畸变矫正，再通过双目线阵相机静态标定方法对两台线阵相机进行标定，确定标定平面以及标定平面内的轧制中心线，并得到双目线阵相机检测的外部参数：相机像素坐标与世界坐标之间比例系数n₁、两台相机到轧制中心线的距离分别为L₁和L₂，水平面1的(L₁+L₂)为Lplus₁、(L₁-L₂)为LMinus₁，像素坐标系宽度用l₃、l₄、l₅和l₆表示、世界坐标系宽度用w₃、w₄、w₅和w₆表示、相机像素宽度为d、两相机光轴与垂直面的夹角分别为α和β，内部参数相机焦距f；

S2：采集带钢图像，并提取带钢边缘：

控制两台相机采集同一时刻同一位置带钢图像，采用Canny算子与亚像素边缘检测算子相结合的方式对采集到的带钢图像进行边缘检测，分别得到两台相机带钢图像在采集时刻的左右边缘的像素坐标；

S3：计算被检测带钢宽度以及带钢相对于轧制中心线的跑偏量。

3.根据权利要求2所述的热轧带钢跑偏的在线检测方法，其特征在于：所述S3具体为：

S31：计算两台相机传感器中心点距离所采集带钢图像左右边缘的像素长度，计算方法如下：

其中，p—线阵相机行方向的像素总数量，单位为1；

lcL、lcR—像素坐标系中，左侧相机所采集带钢图像的左边缘和右边缘坐标，单位为像素；

rcL、rcR—像素坐标系中，右侧相机所采集带钢图像的左边缘和右边缘坐标，单位为像素；

l₄、l₅—像素坐标系中，左侧相机像素中心点距离所采集带钢图像左边缘和右边缘的长度，单位为像素；

l₃、l₆—像素坐标系中，左侧相机像素中心点距离所采集带钢图像左边缘和右边缘的长度，单位为像素；

S32：利用标定完成的外部参数，计算l₃、l₄、l₅、l₆所对应的世界坐标系中标定平面的实际宽度，方法如下：

w_i＝n₁·l_i·d，i＝3,4,5,6

其中，w_i为世界坐标系下宽度值，n₁—标定所得外部参数之一，表征标定平面世界坐标系与相机像素坐标系的比例关系，单位为1；

d—相机传感器每个像素点实际宽度，单位为mm；

对于每台相机，有H＝n₁·f，

其中，H—相机光心距离标定平面长度，单位为mm；

f—标定所得内部参数，表征相机焦距，单位为mm；

S33：世界坐标系中，计算左侧相机光轴与标定平面的交点至带钢在标定平面投影的左侧边缘的距离w₁：

其中，α、β—相机外部参数，通过标定获得，分别表征两台相机光轴相对于竖直平面的倾斜角度，单位为°；

h—带钢运行平面与标定平面之间的距离，单位为mm；

LPlus₁—标定所得相机外部参数，表征两台相机之间的水平距离，单位为mm；

S34：世界坐标系中，计算右侧相机光轴与标定平面的交点至带钢在标定平面投影的右侧边缘的距离w₂：

S35：由双目相机成像几何原理可知，被检测带钢宽度W为：

被检测带钢相对于轧制中心线的跑偏量为两台相机所对应带钢边缘到轧制中心线距离之差的一半，则跑偏量D为：

其中，LMinus₁—标定所得相机外部参数，表征在标定平面内，两台相机光轴与轧制中心线的距离的差值，单位为mm。