[發明專利]一種帶鋼邊界在線檢測方法

有效

• 申請號: 201210089582.6
• 申請日: 2012-03-30
• 公開（公告）號: CN103357672A
• 公開（公告）日: 2013-10-23
• 發明（設計）人: 王奎越;宋寶宇;楊春雨;楊東曉;高冰;費靜
• 申請（專利權）人: 鞍鋼股份有限公司
• 主分類號: B21B38/00
• 分類號: B21B38/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種帶鋼檢測方法，尤其是一種帶鋼邊界的在線檢測方法。

背景技術

帶鋼的邊界檢測是帶鋼軋制過程中一個關鍵環節，傳統的帶鋼邊界檢測方法為機械探測法，極易對帶鋼的邊部造成損失而形成卷邊。更先進一些的帶鋼邊界檢測方法采用了光電開關進行帶鋼邊部探測。如授權公告號為CN2907940Y的“縫合機側導板對中裝置”實用新型專利中的帶鋼邊界檢測采用左右兩側各一個光電開關。授權公告號為CN201871892U的“一種用于帶鋼自動對中的電動執行裝置”實用新型專利中是將光電管安裝在該設備的框架上，并通過標尺讀數。授權公告號為CN201923691U的“防止硅鋼帶鋼跑偏的控制裝置”實用新型專利中的帶鋼邊界檢測器由光源、光電池板和與光電池相連的差動放大電路組成。

以上三個專利的共同特點都是非接觸式的檢測方法，根據光電原理，通過光的透射與反射探測帶鋼邊緣，缺點是需要依賴基礎自動化手段，設備相對復雜和昂貴且因為系統組成部分較多，容易出現故障，難維護。

發明內容

本發明提供了一種帶鋼邊界在線檢測方法，通過設置在鋼板上方的圖像采集設備對帶鋼圖像進行實時采集，采集到的圖像中包含帶鋼部分和背景部分，利用計算機對圖像特征的提取及分析來檢測帶鋼的邊界，解決光電開光設備復雜，對基礎自動化要求高、難維護的問題，而且可不依靠其他基礎自動化手段，非接觸式獨立運行。

本發明的目的是這樣實現的，一種帶鋼邊界在線檢測方法包括以下步驟：

(1)帶鋼圖像數據采集：利用照明設備進行單一明場照明，通過圖像采集設備連續采集帶鋼表面實時圖像，其采樣周期設置與帶鋼運行速度匹配，避免帶鋼圖像有所重疊或者使帶鋼圖像信息丟失。采用單一明場照明，使得帶鋼圖像的對比度得到增強，更利于帶鋼邊界檢測的準確。

(2)帶鋼圖像數據提取：利用計算設備按圖像采集設備的采樣周期對采集到的帶鋼表面實時圖像進行提取，然后對每一幅目標圖像創建一個獨立的分析線程，以進行進一步的分析處理。

(3)帶鋼圖像數據預處理：對采集到的圖像進行轉灰度處理，并采用中值濾波和均值濾波方法對灰度圖像進行降噪處理，避免帶鋼圖像中的噪聲對帶鋼邊界的檢測造成影響。

(4)灰度圖像閾值計算：對灰度圖像利用閾值進行分割，灰度圖像閾值采用與帶鋼圖像平均灰度相關的自適應閾值，自適應閾值的系數是通過大量現場帶鋼圖像數據試驗得到；灰度圖像自適應閾值T＝T₀/(1-M/255)，其中，M是圖像的平均灰度，T₀為自適應閾值系數。

(5)帶鋼邊界起點和終點確定：對帶鋼圖像的第一行進行行掃描，如果相鄰像素灰度之差的絕對值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，則記錄相鄰左側點的坐標L(0)為帶鋼的第一條邊界起點，繼續掃描，如果相鄰像素灰度之差的絕對值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，則記錄相鄰左側點的坐標R(0)為帶鋼的第二條邊界起點；同樣，對帶鋼圖像的最后一行進行行掃描，如果相鄰像素灰度之差的絕對值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，則記錄相鄰左側點的坐標L(H-1)為帶鋼的第一條邊界終點，其中H為圖像的高度，即垂直方向上的像素個數，繼續掃描，如果相鄰像素灰度之差的絕對值大于T，即|Gray(i)-Gray(i+1)|＞T，則記錄相鄰左側點的坐標R(H-1)為帶鋼的第二條邊界終點；

(6)帶鋼邊界檢測范圍確定：根據一幅帶鋼圖像中的帶鋼邊界起點和終點的連線與帶鋼的前進方向的夾角的正切值大小動態確定。

(7)帶鋼邊界檢測：利用帶鋼邊界起點，在邊界搜索范圍內對帶鋼圖像進行逐行掃描，從而確定帶鋼邊界的位置，實現帶鋼邊界的檢測。

本發明采用機器視覺的帶鋼邊界檢測方法，對灰度圖像進行降噪處理消除了由于圖像采集設備或者現場環境的影響而產生的帶鋼圖像噪聲對帶鋼邊界的影響；帶鋼邊界起點和終點確定通過灰度圖像利用閾值進行分割，而閾值采用了與帶鋼圖像平均灰度相關的自適應閾值，并且自適應閾值的系數是通過大量現場帶鋼圖像數據試驗得到，能夠精確的確定帶鋼邊界的初始起點；帶鋼邊界在線檢測是在一個被縮小的范圍內進行，極大地降低了帶鋼邊界在線檢測的復雜程度，提高了檢測效率。本發明采用機器視覺的帶鋼邊界檢測方法，僅需要攝像頭和光源，傳輸依靠工廠現有局域網，設備簡單，成本低，易于實現和維護，適應現場環境，工作可靠，檢測結果可被其它系統再利用。

附圖說明

圖1為本發明設備構成圖；

圖2為帶鋼邊界在線檢測流程圖；