[發明專利]一種激光三角法鋼板優化測長裝置

在審

• 申請號: 202210091355.0
• 申請日: 2022-01-26
• 公開（公告）號: CN114353673A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 李嘉沛;張風元;李英杰;林佳佳;劉光軍;梁會印;王成龍;李復磊;郭亞南;徐元乾
• 申請（專利權）人: 山東鋼鐵集團日照有限公司
• 主分類號: G01B11/04
• 分類號: G01B11/04;G01B11/02;G01B11/03
• 代理公司: 濟南舜科知識產權代理事務所(普通合伙) 37274
• 代理人: 張帥

1.一種激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，包括工業相機、激光器和傳動控制系統，所述工業相機設有多個且通過支架安裝在輸送輥的傳動側，工業相機照射輸送輥的中心線上，激光器設有激光發射器和激光接收器，激光發射器通過支架安裝在輸送輥的冷床側，激光接收器通過支架安裝在輸送輥的傳動側，用于激光器照射輸送輥的中心線上形成激光線。

2.根據權利要求1所述的激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，所述工業相機照射在輸送輥的輥道中心線上，且工業相機的相機軸線與輥道中心線成45°夾角，激光器照射在輸送輥的輥道中心線上，且激光器的激光平面與輥道中心線成45°夾角。

3.根據權利要求1-2任一所述的激光三角法鋼板優化測長裝置的測長方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)在輸送輥兩側均勻位置分別安裝工業相機和激光器，通過測量鋼板表面激光線判斷板頭、板尾位置；

步驟2)使用工控計算機采集工業相機圖像，并通過識別鋼板表面激光線得到板頭位置信息，位置信息通過以太網發送給傳動控制系統，由傳動控制器控制輸送輥道精確走位；

步驟3)采用激光三角測量原理測量鋼板位移，根據投影變換公式計算鋼板板頭的端坐標Xw₀；

步驟4)傳動控制系統組成測長系統，測長系統以剪切線為原點、激光平面法線為Z軸、鋼板前進方向為X軸建立坐標系，計算出鋼板板頭的當前坐標Xw，

步驟5)輸送輥移動情況下，計算得出鋼板的長度X＝Xw-Xw₀。

4.根據權利要求3所述的激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，所述步驟1)中的鋼板表面激光線為激光發射器和激光接收器分別布置在輥道兩側上方，激光發射器傾斜向板面發射激光線，激光接收器接收激光線，通過測量鋼板表面激光線判斷板頭、板尾位置。

5.根據權利要求3所述的激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，所述步驟2)中的工控計算機與工業相機之間通過鋪設耐高溫網線來連接，接頭形式RJ45，工控計算機給每臺工業相機、激光器設一路供氣，壓縮空氣壓力0.1-0.3MPa，溫度≤35℃，工控計算機給每臺相機、激光器設一路供水、一路回水；進水壓力0.1MPa，水流量0.1-0.3m³/h，水溫≤35℃。

6.根據權利要求3所述的激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，所述步驟3)中的激光三角測量原理為激光發射器發出的激光線照射到鋼板表面，鋼板端部(Xw，Yw，Zw)，經鋼板端部散射后進入工業相機并在工業相機成像平面成像點(u，v)，圖像點坐標與鋼板斷面位移激光點位置存在一一對應的映射關系；

利用輥道坐標系和相機坐標系的坐標變換及相機坐標系到圖像坐標系的投影變換可建立圖像坐標與輥道坐標系之間的關系：

傳動控制系統采集圖像數據后，查找圖像激光線端點(u，v)；根據投影變換公式計算鋼板端坐標Xw₀。

7.根據權利要求3所述的激光三角法鋼板優化測長裝置，其特征在于，所述步驟4)中的X軸建立坐標系分別標定每個工業相機投影變換參數，標定后，不論鋼板表面激光線端部在哪個工業相機視野范圍，均能計算出鋼板端部當前坐標Xw。