[發明專利]一種熱軋帶鋼跑偏的在線檢測方法

在審

• 申請號: 202110083105.8
• 申請日: 2021-01-21
• 公開（公告）號: CN112801966A
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發明（設計）人: 劉洋;王曉晨;楊荃;閆書宗;徐冬;何海楠
• 申請（專利權）人: 北京科技大學設計研究院有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/13;G06T7/80;G06T5/00
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波

1.一種熱軋帶鋼跑偏的在線檢測方法，其特征在于：采用機器視覺技術，利用雙目線陣相機對帶鋼圖像進行實時采集，對帶鋼的實時寬度及跑偏量進行計算，并有效的消除活套角度擺動對檢測結果的影響，最后增加相機誤差補償保證檢測精度。

2.根據權利要求1所述的熱軋帶鋼跑偏的在線檢測方法，其特征在于：具體包括步驟如下：

S1：對相機進行畸變矯正與標定：

對面陣相機畸變矯正算法進行優化，得到線陣相機畸變矯正模型，采用黑白條紋圖案對線陣相機進行畸變矯正，再通過雙目線陣相機靜態標定方法對兩臺線陣相機進行標定，確定標定平面以及標定平面內的軋制中心線，并得到雙目線陣相機檢測的外部參數：相機像素坐標與世界坐標之間比例系數n₁、兩臺相機到軋制中心線的距離分別為L₁和L₂，水平面1的(L₁+L₂)為Lplus₁、(L₁-L₂)為LMinus₁，像素坐標系寬度用l₃、l₄、l₅和l₆表示、世界坐標系寬度用w₃、w₄、w₅和w₆表示、相機像素寬度為d、兩相機光軸與垂直面的夾角分別為α和β，內部參數相機焦距f；

S2：采集帶鋼圖像，并提取帶鋼邊緣：

控制兩臺相機采集同一時刻同一位置帶鋼圖像，采用Canny算子與亞像素邊緣檢測算子相結合的方式對采集到的帶鋼圖像進行邊緣檢測，分別得到兩臺相機帶鋼圖像在采集時刻的左右邊緣的像素坐標；

S3：計算被檢測帶鋼寬度以及帶鋼相對于軋制中心線的跑偏量。

3.根據權利要求2所述的熱軋帶鋼跑偏的在線檢測方法，其特征在于：所述S3具體為：

S31：計算兩臺相機傳感器中心點距離所采集帶鋼圖像左右邊緣的像素長度，計算方法如下：

其中，p—線陣相機行方向的像素總數量，單位為1；

lcL、lcR—像素坐標系中，左側相機所采集帶鋼圖像的左邊緣和右邊緣坐標，單位為像素；

rcL、rcR—像素坐標系中，右側相機所采集帶鋼圖像的左邊緣和右邊緣坐標，單位為像素；

l₄、l₅—像素坐標系中，左側相機像素中心點距離所采集帶鋼圖像左邊緣和右邊緣的長度，單位為像素；

l₃、l₆—像素坐標系中，左側相機像素中心點距離所采集帶鋼圖像左邊緣和右邊緣的長度，單位為像素；

S32：利用標定完成的外部參數，計算l₃、l₄、l₅、l₆所對應的世界坐標系中標定平面的實際寬度，方法如下：

w_i＝n₁·l_i·d，i＝3,4,5,6

其中，w_i為世界坐標系下寬度值，n₁—標定所得外部參數之一，表征標定平面世界坐標系與相機像素坐標系的比例關系，單位為1；

d—相機傳感器每個像素點實際寬度，單位為mm；

對于每臺相機，有H＝n₁·f，

其中，H—相機光心距離標定平面長度，單位為mm；

f—標定所得內部參數，表征相機焦距，單位為mm；

S33：世界坐標系中，計算左側相機光軸與標定平面的交點至帶鋼在標定平面投影的左側邊緣的距離w₁：

其中，α、β—相機外部參數，通過標定獲得，分別表征兩臺相機光軸相對于豎直平面的傾斜角度，單位為°；

h—帶鋼運行平面與標定平面之間的距離，單位為mm；

LPlus₁—標定所得相機外部參數，表征兩臺相機之間的水平距離，單位為mm；

S34：世界坐標系中，計算右側相機光軸與標定平面的交點至帶鋼在標定平面投影的右側邊緣的距離w₂：

S35：由雙目相機成像幾何原理可知，被檢測帶鋼寬度W為：

被檢測帶鋼相對于軋制中心線的跑偏量為兩臺相機所對應帶鋼邊緣到軋制中心線距離之差的一半，則跑偏量D為：

其中，LMinus₁—標定所得相機外部參數，表征在標定平面內，兩臺相機光軸與軋制中心線的距離的差值，單位為mm。