基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法技术

本发明专利技术提供一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，包括以下步骤：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一像素位置在两台所述线阵相机采集图像中的位置差异；结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。本发明专利技术适用于金属板材运动速度的实时检测，使得面阵相机采集的板材表面图像不缺失，线阵相机采集的板材表面图像不畸变，金属板材表面缺陷的定位更准确。

【技术实现步骤摘要】
基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法
本专利技术涉及速度检测方法的
，具体而言，尤其涉及基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法。
技术介绍
金属板材表面缺陷对金属板带质量有重要影响。受原材料、轧制工艺、系统控制等因素影响，金属板材表面缺陷，如裂纹、划痕、辊印、结疤、夹杂等，不仅对金属板材的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀性和电磁特性有不同程度影响，还可能造成生产上断带、停车等严重事故发生，对生产企业造成不可估计的经济和品牌损失。因此，各国生产企业对金属板材表面质量的检测都十分重视，不惜花费巨资改进检测技术、提高检测水平。基于机器视觉的金属板材表面缺陷在线检测技术是金属板材生产线表面质量监控的重要先进手段与技术。基于机器视觉的在线检测可以进行实时、全连续、全覆盖的金属表面质量检测，受到生产企业的广泛关注以及得到大量应用。现有基于机器视觉的金属板材表面缺陷检测方法主要有两种方式，一是采用面阵相机结合面光源的方法，二是采用线阵相机结合线型光源的方法。不论采用哪种方法，在利用相机对金属表面进行成像时，都需要将图像采集速度与金属板材运动速度进行匹配，否则都会影响钢板表面图像的获取：对于面阵相机，运动速度不匹配会导致相邻帧图像之间存在板材表面图像缺失或者重叠；对于线阵相机，运动速度不匹配会导致板材表面图像空间分辨率在运动方向不一致，存在图像畸变。针对金属板材表面图像需要严格与板材运动速度匹配的问题，目前板材运动速度的获取方法为通过安装在金属板材输送辊上的编码器实现。然而，由于输送辊与金属板材之间存在打滑，利用输送辊上的编码器获取金属板材运送速度的方法准确性不足。
技术实现思路
根据上述提出由于输送辊与金属板材之间存在打滑，利用输送辊上的编码器获取金属板材运送速度的方法准确性不足的技术问题，而提供一种一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；步骤S2：通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一点在两台所述线阵相机采集图像中的像素位置差异；步骤S3：结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。进一步地，多个所述线阵相机均设置于所述待测金属板材的同一表面。更进一步地，多个所述线阵相机在所述待测金属板材的表面的视场位置不同。进一步地，所述线阵相机为普通线阵相机或者时间延时积分线阵相机。更进一步地，通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一像素位置在两台所述线阵相机采集图像中的位置差异，对于所述待测金属板材运动速度计算方法为：V＝Pf/S；其中，V表示所述待测金属板材运动速度，P表示所述线阵相机在待测金属板材表面的视场距离，f表示所述线阵相机的采样行频，S表示金属板材表面任一点经立体匹配后在所述线阵相机间采集图像中的像素位置差异。较现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术适用于金属板材运动速度的实时检测，使得面阵相机采集的板材表面图像不缺失，线阵相机采集的板材表面图像不畸变，金属板材表面缺陷的定位更准确。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术相机布置方式示意图。其中，(a)为线阵相机视角平行；(b)为线阵相机视角相对；(c)为线阵相机视角相背。图2为本专利技术光源与相机配合方式示意图。其中，(a)为视场位置相近，共享光源；(b)为视场位置较远，独立光源。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1-2所示，本专利技术提供了一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其基本原理是利用金属板材自身的运动，在本申请中，以2台线阵相机为例进行相应的说明。首先基于待测金属板材自身的运动，通过两台不同视角布置的线阵相机获取金属板材表面二维扫描图像，进而对两个不同视角的二维图像进行匹配，获取金属板材表面任一点在两个不同视角的二维图像中出现的时间差，最终结合线阵相机设置的采样行频，实现金属板材运动速度的实时检测。通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一点在两台所述线阵相机采集图像中的像素位置差异，对于所述待测金属板材运动速度计算方法为：V＝Pf/S；其中，V表示所述待测金属板材运动速度，P表示所述线阵相机在待测金属板材表面的视场距离，f表示所述线阵相机的采样行频，S表示金属板材表面任一点经立体匹配后在所述线阵相机间采集图像中的位置差异。图1中，两台线阵相机的布置方式可以平行、相对也可以相背，两台线阵相机在金属板材表面的视场位置不同。图2中，根据不同的相机布置方式，可以使用光源对板材表面补光以提升图像质量：1)当两台线阵相机在金属表面的视场位置基本相同时，采用共享同一LED条形、线型光源或者激光光源垂直于金属板材运动方向进行投射；2)当两台线阵相机在金属表面的视场位置不同时，不论两台线阵相机朝向相对还是相背，选择使用两组独立光源，独立光源采用LED条形、线型光源或者激光光源。每一视角线阵相机均配合使用一组独立光源，每组独立光源沿与之配合的线阵相机成像平面向金属表面进行投射。在本申请中，两个所述线阵相机均设置于所述待测金属板材的同一表面。且所述线阵相机在所述待测金属板材的表面的视场位置不同。同时，在本申请中，所述线阵相机为普通线阵相机或者时间延时积分线阵相机。上述本专利技术实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。在本专利技术的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的
技术实现思路
，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；/nS2：通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一点在两台所述线阵相机采集图像中的像素位置差异；/nS3：结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；
S2：通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一点在两台所述线阵相机采集图像中的像素位置差异；
S3：结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。


2.根据权利要求1所述的基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于：多个所述线阵相机均设置于所述待测金属板材的同一表面。


3.根据权利要求1所述的基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于：多个所述线阵相机在所述待测...

【专利技术属性】
技术研发人员：何庆，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21