[发明专利]一种基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法

权利要求书

1.一种基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法，其特征在于，所述检测方法包括以下步骤：

S1，获取线材盘卷运输辊道上的原始物料图像，将原始物料图像转换为相应的灰度图像；

S2，采用标准中值滤波法对步骤S1中的灰度图像进行降噪处理；

S3，对降噪处理后的灰度图像逐行扫描，采用双向阈值分割法获取盘卷的边缘轮廓与凹点；凹点是指边缘轮廓线上曲率突变值大于最大允许曲率变化阈值的像素点；

S4，根据步骤S3中得到的凹点，将边缘轮廓分割成若干段曲线，按照曲线段的位置进行两两配对，生成若干个曲线段组合，每个曲线段组合中的两个曲线段属于同一层线材盘卷；

S5，针对每个曲线段组合，采用最小二乘拟合算法拟合得到相应的等效椭圆，并且将计算得到的等效椭圆的中心点位置和长轴长度作为该曲线段组合对应的线材盘卷层的中心位置和直径，推算得到当前原始物料图像中所有盘卷的形状与位置情况。

2.根据权利要求1所述的基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法，其特征在于，所述检测方法还包括以下步骤：

S6，对当前原始物料图像中所有盘卷的形状与位置情况进行判断，若出现等效直径或中心位置突变，触发警报。

3.根据权利要求1所述的基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法，其特征在于，步骤S3中，采用双向阈值分割法获取盘卷的边缘轮廓的过程包括以下子步骤：

S31，从视野左侧向视野右侧进行逐行扫描，获取所有左侧边界点；其中，当灰度图像中其中一行的其中一个像素点的像素灰度值高于阈值T_gray，则认为该像素点是该行外轮廓的左侧边界点；

S32，反向从视野右侧向视野左侧进行扫描，获取所有右侧边界点；其中，当灰度图像中其中一行的其中一个像素点的像素灰度值高于阈值T_gray，则认为该像素点是该行外轮廓的右侧边界点；

S33，组合所有左侧边界点，构成左侧轮廓边缘曲线；组合所有右侧边界点，构成右侧轮廓边缘曲线。

4.根据权利要求3所述的基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法，其特征在于，步骤S3中，所述凹点的获取过程包括以下子步骤：

S34，设左侧轮廓边缘曲线为(L₀,L₁,…，L_n-1)，右侧轮廓边缘曲线为(R₀,R₁,…，R_n-1)；

S35，从左侧轮廓边缘曲线上选取其中一个检测点L_i(x_i,y_i)，设当前检测点L_i(x_i,y_i)的前继点和后继点分别为L_pre(x_pre,y_pre)和L_next(x_next,y_next)，根据下述不等式组计算得到x_i或y_i的局部极值点，作为左侧轮廓边缘曲线上的其中一个待估凹点：

S36，将左侧轮廓边缘曲线沿着视野中点顺时针旋转1°，再次判断旋转后对步骤S35中计算得到的待估凹点是否满足上述不等式组中的任意一个，若满足，则计数加1，反之则计数为0；

S37，重复步骤S36，直至完成旋转一周360°，累计该待估凹点满足上述不等式组的次数，若超过设定次数阈值T_e，则将该待估凹点记为凹点；

S38，重复步骤S35至步骤S37，直至分析得到左侧轮廓边缘曲线上所有的凹点，按序排列得到左侧轮廓边缘曲线的凹点序列L_c1,L_c2,…,L_cn，再采用同样的方法分析得到右侧轮廓边缘曲线上所有的凹点，按序排列得到右侧轮廓边缘曲线的凹点序列R_c1,R_c2,…,R_cn。