[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

说明书

本发明公开了一种基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法，通过获取线材盘卷运输辊道上的原始物料图像并转换为相应的灰度图像；采用标准中值滤波法对灰度图像进行降噪处理；再采用双向阈值分割法获取盘卷的边缘轮廓与凹点；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。本发明提出的通过分析提取轮廓、凹点，并通过曲线配对的方法获取所有盘卷的形状与位置情况，对突变等情况及时提醒产线操作工进行相应处理，降低了产品质量问题。

技术领域

本发明涉及图像识别技术领域，具体而言涉及一种基于红外技术的高速线材盘卷形状与位置检测方法。

背景技术

目前吐丝机工作时，线材通过高速旋转的吐丝管时，受到吐丝管管壁的正压力、滑动摩擦力、精轧机和夹送辊的推力、自身的离心力的作用下，随着吐丝管的形状逐渐弯曲变形，由直线运动逐渐弯曲，并在吐丝管出口达到所要求的曲率，形成螺旋线圈,均匀平稳的成圈吐出。由于现场影响吐丝机正常工作的因素较多，吐丝机容易发生如下故障：(1)吐圈不圆。吐丝机开始吐圈后，部分圈形不好或吐丝的圆度不够，导致空冷轨道和集卷站经常发生堆钢、卡钢影响生产正常进行。(2)甩尾。线材尾部经吐丝机吐出时出现的线圈乱、成圈不圆，线圈排列间距不等，甩尾幅度随轧制速度提高而越趋严重，严重时尾部成子弹头飞出。(3)吐丝线圈左右摆动。在吐丝的过程中，出现吐出线圈左右摆动的现象，在一定程度上增加集卷难度，并严重影响盘卷包装质量。(4)吐丝圈出现大小圈。吐丝状态不稳定出现吐圈大小圈交替。(5)吐丝时向单面倾斜。吐丝时向一个方向倾斜，造成线圈单面摩擦,线圈变形。

申请号为CN202110569887.6的发明中公开了一种钢卷端面图像分割方法、装置及电子设备，申请号为CN202110871963.9的发明中公开了一种基于人工智能的钢卷松卷自动检测方法和装置，申请号为CN202110932645.9的发明中公开了一种一种基于人工智能的铝卷长度预测方法及系统，申请号为CN202011615504.6的发明中公开了一种圆检测及拟合方法、装置、电子设备和存储介质，前者通过获取大量的钢卷数据集以及多次扫描获取钢卷边缘点进行分析计算，而后3个文件则通过繁复算法以提高识别准确度，上述使用的方法不仅计算数据庞大而且识别时间较长。

当前现场判断吐丝机运行情况依然依靠操作工主观经验判断，并没有形成一套客观的判断依据，不仅存在人工成本较高，并且专业技能人员较少，而且由于人工进行判断将存在及时性较差、准确度较低的问题，导致吐丝机问题对线材产品质量造成的影响。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种能够系统化判断线材异常情况，降低人工成本与出错率的高速线材盘卷形状与位置检测方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

第一方面，本发明实施例提出了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。