本发明专利技术公开了一种用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法，对多台工业数码相机分别进行增量式PD自动增益控制，对前一幅图像和本次图像的24点灰度平均值的变化速度和本次图像平均灰度与设定灰度的差值进行增量式PD运算，分别输出多台工业数码相机的控制增益，以获得质量符合要求的图像。本发明专利技术确保热轧精轧带钢跑偏检测精度，提高检测系统的可靠性和实用性，降本增效和安全生产。降本增效和安全生产。降本增效和安全生产。
【技术实现步骤摘要】
一种用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法
[0001]本专利技术涉及热轧带钢位置在线检测技术，更具体地说，涉及一种用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法。
技术介绍
[0002]热轧精扎运动带钢位置测量系统(BSPMS)是基于视觉检测和运动物体边缘检测技术。它主要由视觉图像获取系统和图像处理分析系统组成，如图1所示。
[0003]视觉图像获取系统是由四台高速高分辨率的工业数码相机、两台激光器、一台视觉图像控制器、六台千兆以太网光纤转发器组成。
[0004]视觉图像控制器是视觉图像获取系统的指挥中心，运行在嵌入式Linux3.0系统，具有上电自起动功能，被设计成无人值守工作模式。它有两个千兆以太网口，其中第一个scoket1(TCP1)通过千兆光纤收发器DGE872与图像数据分析处理计算机(IMAGE PC)的scoket5(TCP5)连接，用于接受来自IMAGE PC的各种控制参数和向IMAGE PC发送工业相机的工作状态和视觉图像获取系统的工作状况的信息，而第二个scoket2(TCP2)作为备用。
[0005]视觉图像控制器有四个高速12BIT AD转换器，转换速率达到200KS/S，其中AD1可接收4-20MA现场信号，连接至现场带钢运动速度；AD2连接至视觉图像获取系统控制柜内部温度传感器，检测视觉图像获取系统控制柜内工作温度；AD3、AD4备用。
[0006]视觉图像控制器有24路数字量输入，其编号为DI0-DI23，每路输入在电气和信道上隔离，并能承受1MHz开关频率，信号电平符合HTL标准。各路DI输入均经光电隔离连接到FPGA，在FPGA中为每路DI均配置了数字滤波器，虑除干扰信号，提高系统的抗EMC能力。视觉图像控制器的DI0-DI3与PLC的DO连接，其中DI0连接PLC DO的MEASURING START控制信号，DI1连接PLC DO的MEASURING STOP控制信号，控制工业相机的工作，DI2、DI3备用。视觉图像控制器的DI4-DI7连接1#工业相机的四个开关量输出，DI8-DI11连接2#工业相机的四个开关量输出，DI12-DI15连接3#工业相机的四个开关量输出，DI16-DI19连接4#工业相机的四个开关量输出，通过视觉图像控制器DI4-DI19可以获取四台工业相机的工作状态和故障信息。DI20-DI23可以获取两台激光器的工作状态和故障信息。视觉图像控制器将获取四台工业相机和两台激光器的工作状态机故障信息通过以太网(TCP1)送向图像分析处理计算机IMAGEPC。
[0007]视觉图像控制器有12路数字量输出，其编号为DO0-DO12，每路输出在电气和信道上隔离，并能承受500KHz开关频率。输出干节点可以承受DC24v0.2A负载。其中DO0、DO1连接到1#工业相机的DI输入，DO2、DO3连接到2#工业相机的DI输入，DO4、DO5连接到3#工业相机的DI输入，DO6、DO7连接到4#工业相机的DI输入，DO8-DO11控制四台工业相机电源，DO12、DO13控制两台起激光器工作，DO14、DO15控制两台激光器电源。四台工业相机工作控制信号受视觉图像控制器的高速同步周期计时器和高速同步工作计时器控制。高速同步周期计时器的计时时间是工业相机快门重复动作频率的倒数，高速同步工作计时器计时时间是工业相机快门动作持续时间。当工业相机被设置为APP模式时，高速同步工作计时器计时时间≤
工业相机被设定的曝光时间/2；当工业相机被设置为I/O模式时，高速同步工作计时器计时时间＝工业相机被设定的曝光时间。
[0008]以太网光纤收发器的作用是将以太网线缆通过光纤收发器转换成光纤传输。
[0009]在视觉图像获取系统需要六台光纤收发器，其中1#-4#光纤收发器供四台工业相机所用，5#光纤收发器连接视觉图像控制器的TCP1，6#光纤收发器备用。
[0010]图像分析处理系统是由图像数据分析处理计算机(IMAGE PC)、CPMC系统数据库及数据库管理计算机(DB PC)和人机交流计算机(HMI PC)组成。图像分析处理系统各计算机担负的功能及数据流向如图2所示。
[0011]其中，图像数据分析处理计算机(IMAGE PC)在图像分析处理系统职能有：1、对来自CAMERA TCP1-4的图像按指定的算法进行计算分析，并把结果通过测量输出单元的AO输出至PLC的AI；2、对来自CAMERA TCP1-4的图像按指定的算法进行计算分析，并在屏上显示；3、以图表形式显示经分析处理的各种测量数据；4、实时显示来自各工业相机的测量数据；5、选择图像信息分析处理算法，根据卷钢亮度自动调节相机增益值；6、设置图像处理区域及标尺设定；7、设置相机的IP地址、和工作模式、根据卷钢亮度设定增益值；8、设定相机出发距离(两次触发间，卷钢运行距离)，由参数配置单元负责送至视觉图像控制器；9、读取相机工作状态和故障报警，通过相机状态单元中的处理经报警输出单元输出至PLC的DI；10、设定相机及激光器工作，由参数配置单元负责送至视觉图像控制器；11、手动操作相机，由远程控制单元负责送至视觉图像控制器；12、将图像信息、经算法分析处理后得到的测量数据通过测量输出单元进行量化处理、图像数据信息经图像信息单元和IMAGE PC获取的各种事件信息经报警和事件单元输出。通过以太网传送到DB PC和HMI PC。
[0012]CPMC系统数据库及数据库管理计算机(DB PC)在图像分析处理系统职能有：1、提供一个公共关系数据库存储各种测量数据、事件信息和图像；2、提供搜索引擎。
[0013]人机交流计算机(HMI PC)在图像分析处理系统职能有：1、实时显示来自各图像数据分析处理计算机IMAGE PC通过千兆以太网送来的图像信息、测量数据和事件信息；2、显示来自SCC的卷钢信息；3、显示各图像数据分析处理计算机IMAGE PC和工业相机的工作和通讯状况；4、配置图像分析处理系统内各功能计算机的以太网的IP地址和端口号。
[0014]由于带钢随其表面温度的差异，会极大影响相机的拍摄画面的质量，当温度升高，成像就亮，温度降低，成像就暗。且带钢温度表面温度变化会造成成像会有比较大的变化，甚至会出现曝光过度或曝光不足等现象，影响图像质量，给测量带来困难，最终影响热轧精轧带钢的测量精度。
[0015]灰度的定义：图像灰度是指灰度图像曝光质量，一张曝光正确的灰度图像，其灰度变化范围大，图像层次丰富，图像内物体边界清晰。
[0016]灰度与跑偏检测精度的关系：一幅灰度控制良好的图像，可以呈现出很理想的钢板边缘分界。而钢板跑偏是利用钢板两侧边沿位置与标定位置的比较，计算出实际跑偏量。所以要获得高精度钢板跑偏量，提供一幅灰度质量控制佳的图像是必要的。
技术实现思路
[0017]针对现有技术中存在的上述缺陷，本专利技术的目的是提供一种用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法，确保热轧精轧带钢跑偏检测精度，提高检测系统的可靠性和实用
性，降本增效和本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法，其特征在于：对多台工业数码相机分别进行增量式PD自动增益控制，对前一幅图像和本次图像的24点灰度平均值的变化速度和本次图像平均灰度与设定灰度的差值进行增量式PD运算，分别输出多台工业数码相机的控制增益，以获得质量符合要求的图像。2.如权利要求1所述的用于热轧带钢跑偏量检测的灰度自适应方法，其特征在于：所述灰度自适应方法具体步骤如下：1)带钢在进入到精轧机区域后，工业数码相机启动并开始连续拍摄；2)对工业数码相机分别进行增量式PD自动增益拍摄；3)将图像输入至图像处理分析系统，由图像处理分析系统对图像进行如下判断：本次图像的灰度值与系统认可的灰度值进行比较，若灰度值判断正常，则图像直接在图像处理分析系统中进行检测，输出热轧带钢跑偏值；若灰度值判断异常，则进入步骤4)；4)调用前一次的灰度值与当前的灰度值进行比例积分运算；5)将步骤4)运算后的结果对工业数码相机增益进行实时的修正；6)重复步骤2)-5)，直至灰...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾海东，王军，陈志荣，钟云峰，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。