[發(fā)明專利]鋼板板坯尺寸測(cè)量方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200710036382.3
• 申請(qǐng)日: 2007-01-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101221040A
• 公開(kāi)（公告）日: 2008-07-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 夏勇;方志宏;陸敏健;戎戈;張永旭
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寶山鋼鐵股份有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/02
• 分類號(hào): G01B11/02;G06T7/00;G06T7/60;B23D33/00
• 代理公司: 上海明成云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 周成

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鋼板板坯的尺寸測(cè)量技術(shù)，更具體地說(shuō)，涉及鋼板板坯尺寸的測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)

在鋼材廠的厚板廠二次切割生產(chǎn)線中，經(jīng)常使用激光多普勒測(cè)速測(cè)長(zhǎng)儀對(duì)來(lái)料板坯進(jìn)行長(zhǎng)度測(cè)量，但在強(qiáng)干擾時(shí)，效果不佳。

現(xiàn)有技術(shù)利用多普勒頻移與被測(cè)物體速度之間的線性關(guān)系測(cè)量板坯速度，再通過(guò)時(shí)間的積分算出板坯長(zhǎng)度。測(cè)量中使用光學(xué)干涉條紋，必須接受被測(cè)物的反射光，測(cè)量必須在板坯運(yùn)動(dòng)時(shí)進(jìn)行，由于來(lái)料板坯表面常有大塊的翹起氧化鐵皮，有時(shí)還出現(xiàn)鐮刀彎板形鑄坯，來(lái)料還會(huì)在輥道上運(yùn)動(dòng)彈跳，此外，測(cè)量點(diǎn)環(huán)境水蒸氣也嚴(yán)重干擾測(cè)量工作，這些強(qiáng)干擾會(huì)改變鑄坯反射光線的角度。當(dāng)超出激光多普勒測(cè)速測(cè)長(zhǎng)儀入射角度，就會(huì)造成反射光無(wú)法傳回傳感器。針對(duì)這些問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)人員已經(jīng)對(duì)測(cè)長(zhǎng)儀進(jìn)行過(guò)局部的技術(shù)改進(jìn)(如：加大發(fā)射功率等)，但這些局部改進(jìn)難以提高板坯運(yùn)動(dòng)干擾下的測(cè)量準(zhǔn)確性，無(wú)法根本消除板坯運(yùn)動(dòng)測(cè)量時(shí)諸多現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用難題，且以減少設(shè)備使用壽命為代價(jià)。因此，板坯靜態(tài)非接觸的圖像測(cè)量技術(shù)是解決現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題的技術(shù)途徑之一。

現(xiàn)有的光電圖像測(cè)量技術(shù)，使用線陣圖像傳感器實(shí)時(shí)測(cè)量熱軋鋼板生產(chǎn)的寬度值變化量，采用背光源普通照明的方式及線陣的攝像頭，未使用組合的激光投線器，該方法投資巨大，也不適合厚板的檢測(cè)應(yīng)用。原因?yàn)椋喝绮捎帽彻庹彰鞣绞剑捎诤癜搴襁_(dá)300毫米，厚板靠近燈光照射一側(cè)的下邊緣光的反差較清晰，而CCD只能檢測(cè)到上表面邊緣，這樣，厚板上表面測(cè)量面的邊緣灰度圖像反差由于過(guò)厚，輪廓就會(huì)模糊不明顯，邊緣隨機(jī)漸變會(huì)造成測(cè)量結(jié)果失真。在厚板生產(chǎn)中，不易采用此技術(shù)測(cè)量。此外，厚板是一塊塊的板坯物流，使用現(xiàn)有的線陣圖像測(cè)量只能掃描寬度方向，在普通光學(xué)鏡頭系統(tǒng)下，無(wú)法進(jìn)行圖像二維掃描，因此該方式也不能滿足厚板廠二次切割線生產(chǎn)應(yīng)用的要求。

綜上所述，目前所采用的面陣圖像技術(shù)與普通光學(xué)鏡頭成像測(cè)量，在三維空間，不能進(jìn)行面對(duì)面的長(zhǎng)、寬幾何量映射方式的測(cè)量，于是，就需要一種新的測(cè)量技術(shù)，能在厚板廠強(qiáng)干擾環(huán)境下，大視場(chǎng)、高精度、長(zhǎng)期穩(wěn)定地同步測(cè)量出鋼板板坯的長(zhǎng)度與寬度，以及測(cè)量計(jì)算時(shí)如何主動(dòng)回避干擾又不影響測(cè)量結(jié)果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種新型的鋼板板坯尺寸的測(cè)量方法及裝置，能在厚板廠強(qiáng)干擾環(huán)境下，高精度、穩(wěn)定地同步測(cè)量出鋼板板坯的長(zhǎng)度與寬度。

根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種鋼板板坯尺寸的測(cè)量方法，包括：使用激光投線器在待測(cè)鋼板板坯上投射長(zhǎng)度方向和寬度方向的激光線，所述長(zhǎng)度方向和寬度方向的激光線在鋼板板坯上形成至少兩個(gè)交點(diǎn)；使用攝像機(jī)獲取鋼板板坯的長(zhǎng)度方向和寬度方向的圖像，其中長(zhǎng)度方向使用一個(gè)以上的攝像機(jī)，參考所投射的激光線實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度方向的多個(gè)圖像的無(wú)縫拼接；根據(jù)所采集的圖像，利用所述圖像中的投射的激光線，確定長(zhǎng)度方向和寬度方向的激光線相交的特征點(diǎn)，以及激光線在鋼板板坯邊緣的突變點(diǎn)；利用所述激光線的特征點(diǎn)以及突變點(diǎn)確定鋼板板坯的長(zhǎng)度和寬度。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述激光投線器在鋼板板坯上投射兩條長(zhǎng)度方向的激光線和兩條寬度方向的激光線，形成四個(gè)交點(diǎn)；所述兩條寬度方向的激光線用于實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度方向的多個(gè)圖像的拼接。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，所述攝像機(jī)觀察鋼板板坯移動(dòng)壓緊與釋放到位的情況，選擇最佳的采集時(shí)刻進(jìn)行圖像采集，在鋼板板坯處于靜態(tài)的時(shí)刻進(jìn)行圖像采集；其中，圖像在采集時(shí)鋼板板坯靜止不動(dòng)并停留3-5秒鐘，使得多個(gè)長(zhǎng)度方向的圖像能無(wú)縫融合；對(duì)所采集的多個(gè)長(zhǎng)度方向的圖像進(jìn)行模式匹配計(jì)算，如多個(gè)圖像計(jì)算結(jié)果一致，就判定為采集鋼板板坯為靜態(tài)，圖像采集結(jié)果有效。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施例，根據(jù)所采集的圖像中的兩兩相交的四根激光線，解出四個(gè)相交的特征點(diǎn)，其中，還包括通過(guò)事先選定的四個(gè)圖像區(qū)域，在圖像統(tǒng)計(jì)直方圖中在激光線象素點(diǎn)上有一個(gè)明顯突變的小山峰，計(jì)算均勻化消除干擾后，以灰度值的變化最大確定激光線的位置，再確定相交的特征點(diǎn)；通過(guò)激光線在一定短距離內(nèi)斷開(kāi)的現(xiàn)象確定激光線在鋼板板坯長(zhǎng)度及寬度邊界的突變點(diǎn)。