[发明专利]一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统及方法

权利要求书

1.一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：包括设置在钢坯(6)入口处设置用于检测钢坯是否到达的对射激光传感器(1)、设置在能对到达的钢坯(6)进行整体拍照位置的工业相机(2)、工控机(3)、电气箱(4)，所述对射激光传感器(1)与工业相机(2)均与电气箱(4)连接，所述电气箱(4)与控制整个系统运行并通过机器视觉技术进行钢坯计数的工控机(3)连接；

所述工业相机(2)外侧安装有风冷防护罩(5)，所述风冷防护罩(5)包括输风管道(51)以及环绕工业相机设置的罩壳(52)，所述输风管道(51)上端通过管道转接口伸出罩壳(52)侧壁过孔(522)，并与气源连接；中部设置于罩壳内侧并呈螺旋状包围在工业相机外侧，下端与以工业相机拍摄镜头外端面为圆心设置的圆环管道(53)连接，所述输风管道(51)和圆环管道(53)在靠近工业相机(2)的内侧均开设有多个出风孔。

2.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：所述工业相机(2)设置于钢坯(6)上方，所述输风管道(51)及圆环管道(53)均为硬质圆管，所述气源选择大于0.8Mpa的压力。

3.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：包括安装架(7)，所述工业相机(2)设置于安装架(7)中部向下冲压形成的安装槽(71)内，所述安装槽的底板中部设置与工业相机摄像头外径等大的圆孔(711)，所述安装槽(71)的深度与工业相机的长度相同，所述安装槽(71)内壁还设置有用于检测工业相机温度的温度传感器(8)，所述温度传感器(8)通过电气箱与工控机连接。

4.根据权利要求3所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：所述风冷防护罩(5)套在安装槽(71)的外侧，所述安装槽(71)侧壁开设有便于工业相机降温的条形孔(712)，所述安装架(7)在安装槽的上端开口处向外侧延伸有圆环板(72)，所述圆环板(72)下表面与罩壳(52)上表面固接，所述罩壳(52)下端向内侧延伸形成用于限制输风管道(51)及圆环管道(53)滑出罩壳的环形限制板(521)。

5.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：所述对射激光传感器(1)为耐150℃以上高温的专用工业激光对射传感器，所述对射激光传感器(1)之间除待计数钢坯外无其他障碍物。

6.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：包括工业光源(9)，所述工业光源为机器视觉光源，设置于工业相机(2)周圈位置用于辅助工业相机采集优质钢坯数量图像。

7.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：所述工控机(3)还设有用于实现人机交互及实时显示钢坯数量的屏幕。

8.根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统，其特征在于：所述工控机(3)与电气箱(4)之间、电气箱(4)与各部件之间连接的电线、网线均需在线路外侧包括硬质管。

9.一种基于根据权利要求1所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的系统的计数方法，其特征在于：包括

步骤1：激光对射传感器确定钢坯是否到达；

步骤2：工控机接收到传感器的钢坯到达信号后，启动工业相机拍照；

步骤3：工控机通过钢坯检测网的络模型进行钢坯区域检测；

步骤4：工控机将检测结果通过阈值判断的方式确定钢坯根数。

10.根据权利要求9所述的一种利用机器视觉技术进行钢坯计数的方法，其特征在于：所述钢坯检测网的络模型及阈值判断是通过yolo v4目标检测网络进行多次迭代训练和检测得到的；

通过对工业相机拍摄的图像进行标注，即告知深度神经网络系统哪些是钢坯，哪些是背景，用鼠标框住钢坯区域，如果两根或者多根钢坯离得很近，则框住离得近的这几根；

用yolo v4目标检测网络进行训练，训练结束后，得到一个网络模型，用这个网络模型在实际的生产过程中得到的图像上进行钢坯检测，得到所有的检测区域，检测区域为若干个矩形框，

所述矩形框格式为两点坐标：

Obj[]＝Yolo_Result[][Xn1,Yn1,Xn2,Yn2]

-Xn1,Yn1第n个矩形框左上角坐标；

-Xn2,Yn2第n个矩形框右下角坐标；

忽略高度，只计算矩形框的宽度Wn：

Wn＝|X2-X1|*k

-k为宽度/像素转换系数；

总的成排钢坯宽度为：

Wd＝∑Wn；

设定辊道宽度为Wr，坯料宽度为Wb，则辊道上的最大钢坯数量Nmax为：

Nmax＝Roundup(Wr/Wb)

-Roundup为向上取整函数；

设置Nmax-1个阈值Wi：

Wi＝Wb*i+di

-Wi为第i个检测阈值；

-di为可设置的第i个阈值修正量；

将实际宽度分别与检测阈值对比：

If(WdWiWd≤Wi+1)，N＝i；

Elseif(WdWNmax-1)，N＝Nmax；

测试以上的检测效果，调整网络参数，完成迭代。