[發明專利]基于CMOS傳感器的帶材對中檢測系統及其檢測方法

有效

• 申請號: 201710882240.2
• 申請日: 2017-09-26
• 公開（公告）號: CN107782258B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 鄭崗;宋念龍;徐開亮;劉剛;李好文
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01B11/27
• 分類號: G01B11/27;G05B19/05
• 代理公司: 61214 西安弘理專利事務所
• 代理人: 燕肇琪<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.基于CMOS傳感器的帶材對中檢測方法，其特征在于，運用基于CMOS傳感器的帶材對中檢測系統進行帶材對中檢測，包括紅外光源(1)，所述紅外光源(1)上部隔著機組傳輸線設置有檢測模塊，檢測模塊包括分別設置在生產機組兩側上部的傳感器A(2)和傳感器B(3)，傳感器A(2)和傳感器B(3)的結構相同，均包括由下至上依次設置的鏡頭、濾光片和CMOS圖像傳感器，所述濾光片只允許紅外光通過，兩個CMOS圖像傳感器共同連接有復雜邏輯器件，復雜邏輯器件連接有微控制器(4)，所述微控制器(4)與PLC控制器(6)通信，PLC控制器(6)連接有液壓伺服裝置，所述微控制器(4)還通過以太網與上位機(5)進行通信；

具體過程如下：

步驟1，將帶材(7)安裝在生產機組上，帶材(7)兩側邊緣分別位于傳感器A(2)和傳感器B(3)的監測范圍內，利用CMOS圖像傳感器對運動過程中的帶材(7)兩側邊緣的圖像信息進行采集；

步驟2，根據所述步驟1得到的圖像信息在微控制器中計算帶材(7)兩側邊緣位置對應的點位信息；

具體步驟為：

步驟2.1，CMOS圖像傳感器將采集到的圖像信息輸入復雜邏輯器件，復雜邏輯器件對圖像中的像素點進行列累加求和，并將列累加求和結果傳輸給微控制器(4)；

步驟2.2，微控制器(4)接收列累加求和結果并作出累加曲線，在累加曲線上通過窗口滑動做差的方法得到帶材兩側邊緣位置所對應的點位信息；

具體為：

設CMOS圖像傳感器采集到的圖像包含k行n列的像素點，對其進行列累加求和得到數組a[j]，并作累加曲線，j表示其中的一列，0≤j＜n；設寬度為m的脈沖矩形窗口最小值為：b[i]＝min{a[j]}，0≤i＜m/2，最大值為：b[i]＝max{a[j]}，m/2≤i＜m；

在累加曲線上滑動脈沖矩形窗口進行作差，得到累計差值Sum[j]：

帶材(7)左側邊緣對應的累加曲線呈下降趨勢，找到累計差值最大的數據C₁：C₁＝max{Sum[j]}；C₁對應的點位即為帶材(7)左側邊緣對應的點位，記為A_position，0≤j＜n-m，m為偶數；

帶材(7)右側邊緣對應的累加曲線呈上升趨勢，找到累計差值最小的數據C₂：C₂＝min{Sum[j]}；C₂對應的點位即為帶材(7)右側邊緣對應的點位，記為B_position，0≤j＜n-m，m為偶數；

步驟3，微控制器(4)將所述步驟2得到的點位信息送入PLC控制器(6)，PLC控制器(6)計算帶材(7)兩側實際位置后得到帶材(7)的偏移量，即糾偏量；

步驟4，微控制器(4)通過以太網將帶材(7)的實時特征信息傳給上位機(5)，同時PLC控制器(6)驅動液壓伺服裝置對帶材(7)進行糾偏，實現帶材中心的位置和生產機組的中線重合。

2.根據權利要求1所述的基于CMOS傳感器的帶材對中檢測方法，其特征在于，所述步驟3具體為：

在系統運行前在靠近帶材(7)左側的部分標定兩個點，兩個點之間的距離為X₁，兩個點對應傳感器A(2)上的標定點位值分別為A_Left、A_Right，在靠近帶材(7)右側的部分標定兩個點，兩個點之間的距離為X₂，兩個點對應傳感器B(3)上的標定點位值分別為B_Left、B_Right；

設x₁為帶材(7)左邊單位點所對應的物理測量長度：

x₁＝X₁÷(A_Left-A_Right)；

設x₂為帶材(7)右邊單位點所對應的物理測量長度：

x₂＝X₂÷(B_Right-B_Left)；

計算得到：帶材左側邊緣位置：Y₁＝(A_position-A_Right)*x₁，帶材右側邊緣位置，Y₂＝(B_position-B_Left)*x₂；則帶材中心的位置為：Z＝(Y₁-Y₂)÷2；

檢測到的帶材(7)中心的位置與生產機組中心線的偏差即為帶材(7)的偏移量。