[發明專利]鑄錠模具金屬溶液邊界定位方法

有效

• 申請號: 202011256959.3
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112365539B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 徐德剛;吳杰;蘇志芳
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/73
• 分類號: G06T7/73;G06T7/00;G06T7/13
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所(普通合伙) 43114
• 代理人: 歐陽迪奇

1.一種融合模板匹配與對稱直線分割的鑄錠模具金屬溶液邊界定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：從鑄錠流水線照片上劃定一個鑄錠模具作為模板圖像，然后基于模板圖像對鑄錠流水線進行目標檢測，得到流水線上一個鑄錠模具的位置；

步驟S2：根據鑄錠流水線上所有鑄錠模具大小一致、位置固定且間距相等的特點，以步驟S1中定位的鑄錠模具位置，計算得到鑄錠流水線上所有鑄錠模具的位置；

步驟S3：以單個鑄錠模具中鑄錠的矩形位置為感興趣區域，利用sobel算子對該區域進行邊緣檢測，得到鑄錠的邊緣圖；

步驟S4：對邊緣圖進行對稱直線分割，得到鑄錠金屬溶液的四條邊緣直線；

步驟S5：計算四條邊緣直線的交點，并在圖像上畫出鑄錠內部金屬溶液的矩形框，得到金屬溶液的位置，返回步驟S3以對鑄錠流水線上所有鑄錠模具內鑄錠金屬溶液進行定位；

所述的步驟S1中，所述的模板圖像包括含大量氧化渣的鑄錠模具和含少量氧化渣的鑄錠模具兩種模板圖像，且鑄錠模具在模板圖像上的面積占比為90％以上；

所述的含大量氧化渣和少量氧化渣的鑄錠模具模板圖像，是以鑄錠模具中的金屬溶液上漂浮的氧化渣所占金屬溶液的表面積比例來區分的，其中氧化渣面積占比不小于70％時制作的模板圖像為含大量氧化渣的鑄錠模具模板圖像，否則為含少量氧化渣的鑄錠模具模板圖像；

所述的步驟S1中，基于模板圖像對鑄錠流水線進行目標檢測，是首先基于含大量氧化渣的鑄錠模具模板圖像進行目標檢測，若匹配相似度高于預設匹配值，則認為鑄錠流水線上有含大量氧化渣的金屬鑄錠模具，并得到單塊金屬鑄錠的位置；若匹配相似度低于預設匹配值，則認為鑄錠流水線上沒有含大量氧化渣的金屬鑄錠模具，再改用含少量氧化渣的模板圖像進行目標檢測，以得到單塊金屬鑄錠的位置；

所述的步驟S4中，對邊緣圖進行對稱直線分割包括以下步驟：

首先在水平方向上，以區域中心為對稱點，生成等間距的多組直線，每組直線由上下對稱的兩條直線組成；在每組直線中，首先均勻取一條直線上的若干點，計算每個點的相鄰上下兩個像素點的像素值偏差，然后對所有的像素值偏差求方差，將方差作為該條直線的像素梯度，在得出兩條直線的像素梯度后，接著取兩條直線的像素梯度均值，作為每組直線的結果，最終比較每組直線的結果，選取像素梯度最大的一組直線作為金屬溶液在水平方向的直線；

然后在豎直方向上，以區域中心為對稱點，生成等間距的多組直線，每組直線由左右對稱的兩條直線組成；在每組直線中，首先均勻取一條直線上的若干點，計算每個點的相鄰左右兩個像素點的像素值偏差，然后對所有的像素值偏差求方差，將方差作為該條直線的像素梯度，在得出兩條直線的像素梯度后，接著取兩條直線的像素梯度均值，作為每組直線的結果，最終比較每組直線的結果，選取像素梯度最大的一組直線作為金屬溶液在豎直方向的直線。

2.根據權利要求1所述的一種融合模板匹配與對稱直線分割的鑄錠模具金屬溶液邊界定位方法，其特征在于，所述的步驟S2中，計算得到鑄錠流水線上所有鑄錠模具的位置，是基于相鄰鑄錠模具的中心點距離間隔相等，且所有鑄錠模具尺寸相同，以通過單個鑄錠的中心點坐標計算出圖像中所有鑄錠的中心點坐標，進而得到所有金屬鑄錠模具的模板匹配位置。

3.根據權利要求1所述的一種融合模板匹配與對稱直線分割的鑄錠模具金屬溶液邊界定位方法，其特征在于，所述的步驟S3中，單個鑄錠模具中鑄錠的矩形位置，是基于鑄錠模具與金屬溶液的顏色差異所形成的分界線構成的矩形，采用sobel算子對矩形區域進行邊緣檢測，分別在水平方向和垂直方向檢測后得到水平和垂直方向的直線特征，將水平方向和垂直方向的特征進行合并，得到鑄錠區域的邊緣圖。

4.根據權利要求1所述的一種融合模板匹配與對稱直線分割的鑄錠模具金屬溶液邊界定位方法，其特征在于，所述的步驟S5中，計算四條邊緣直線的交點，并在圖像上畫出鑄錠內部金屬溶液的矩形框，是基于步驟S4獲取的四條邊緣直線，計算上下兩條直線與左右兩條直線的交點，得到四個交點，以這四個交點作為一個矩形區域的四個頂點，矩形區域即為金屬溶液的位置。