位置检测与定位装置、方法及其系统和系统的定位方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种位置检测与定位装置、方法及其系统和系统的定位方法，属于自动化控制技术领域，用于检测轨道上目标物体的实时位置并将目标物体停在目标定位区域内，该位置检测与定位装置包括：摄像模块，被配置为获取目标区域的实时图像，其中，目标区域内配置目标定位区域以及位置固定的参照物，参照物沿着目标物体的移动方向设置在目标定位区域的前方；图像处理模块，被配置为接收并处理实时图像，处理后得到目标物体相对于参照物的实时位置，并将实时位置的信息发送给轨道的控制器，使控制器根据实时位置的信息控制轨道，以将目标物体停在目标定位区域内。该装置可应用于加热炉装钢过程的钢坯定位，解决传统定位技术存在的问题。题。题。

【技术实现步骤摘要】
位置检测与定位装置、方法及其系统和系统的定位方法


[0001]本专利技术属于自动化控制
，具体涉及一种位置检测与定位装置、方法及其系统和系统的定位方法。

技术介绍

[0002]随着智能制造的兴起以及科技的发展，对工业检测技术的要求也越来越高，传统的智能制造检测设备的速度与精度已经无法满足需求。从目前来看，加热炉炉前定位系统普遍基于传统的检测技术，通过测距仪、金属冷检以及编码器来实现对辊道上的钢坯位置检测以及定位，这种方式要求检测设备安装位置严格，稍有偏差即会出现钢坯定位不准的问题，并且各检测设备需要靠近高温区域，导致设备寿命短，不能满足钢坯在装钢区域任意位置的定位系统的移植性，适应性比较差。同时，由于惯性原因，钢坯在辊道上可能出现打滑现象，传统的检测设备很难消除因钢坯在辊道上打滑造成的误差。此外，传统的检测技术需要安装大量检测设备，也会导致系统故障率上升。

技术实现思路

[0003]专利技术目的：本专利技术提供一种位置检测与定位装置，旨在替代传统的检测设备，提供一种适应性更广的位置检测和定位的方式；本专利技术提供一种位置检测与定位方法，旨在替代传统的检测方法，提供一种适应性更广的位置检测和定位的方法；本专利技术还提供一种位置检测与定位系统，旨在解决传统定位技术需要大量设备实现钢坯定位，导致系统故障率较高的技术问题；本专利技术还提供一种适用于上述位置检测与定位系统的定位方法。
[0004]技术方案：本专利技术所述的一种位置检测与定位装置，用于检测轨道上目标物体的实时位置并将所述目标物体停在目标定位区域内，包括：
[0005]摄像模块，所述摄像模块被配置为获取目标区域的实时图像，其中，所述目标区域内配置所述目标定位区域以及位置固定的参照物，所述参照物沿着所述目标物体的移动方向设置在所述目标定位区域的前方；
[0006]图像处理模块，所述图像处理模块被配置为接收并处理所述实时图像，处理后得到所述目标物体相对于所述参照物的实时位置，并将所述实时位置的信息发送给所述轨道的控制器，使所述控制器根据所述实时位置的信息控制所述轨道，以将所述目标物体停在所述目标定位区域内。
[0007]在一些实施例中，该位置检测与定位装置包括测距仪，所述测距仪的测量方向垂直于所述目标物体的移动方向，指向所述目标定位区域的边缘。
[0008]在一些实施例中，所述图像处理模块处理所述实时图像包括：
[0009]获取目标物体在实时图像中的像素坐标；
[0010]利用所述实时图像中的像素坐标和目标区域的实际空间坐标的标定关系，得到所述目标物体与所述参照物的实时距离。
[0011]在一些实施例中，所述图像处理模块处理所述实时图像还包括：
[0012]在获取所述目标物体在实时图像中的像素坐标之前，对实时图像进行场景和目标物体分割以及去噪化；其中，所述场景和目标物体分割包括：在所述实时图像中截取画面，所述目标物体在截取的所述画面中，将所述画面进行前景和背景分离，其中前景为所述目标物体的画面。
[0013]本专利技术所述的一种位置检测与定位方法，用于检测轨道上目标物体的实时位置，并将所述目标物体停在目标定位区域内，包括如下步骤：
[0014]获取所述目标区域的实时图像，所述目标定位区域在所述目标区域内；
[0015]处理所述实时图像，得到所述目标区域内所述目标物体相对于参照物的实时位置；所述参照物固定设置在所述目标区域内，且沿着所述目标物体的移动方向设置在所述目标定位区域的前方；
[0016]根据所述实时位置的信息，控制所述轨道，以将所述目标物体停在所述目标定位区域内。
[0017]在一些实施例中，该位置检测与定位方法还包括通过感知目标定位区域的边缘是否有所述目标物体，判断所述目标物体是否停在目标定位区域内的步骤。
[0018]在一些实施例中，处理所述实时图像的步骤包括：
[0019]获取所述目标物体在所述实时图像中的像素坐标；
[0020]利用所述实时图像中的像素坐标和所述目标区域的实际空间坐标的标定关系，得到所述目标物体与所述参照物的实时距离。
[0021]在一些实施例中，处理所述实时图像的步骤还包括：
[0022]在获取所述目标物体在所述实时图像中的像素坐标的步骤之前，对所述实时图像进行场景和目标物体分割以及去噪化；其中，所述场景和目标物体分割包括：在所述实时图像中截取画面，所述目标物体在截取的所述画面中，将所述画面进行前景和背景分离，其中前景为所述目标物体的画面。
[0023]本专利技术所述的一种位置检测与定位系统，包括上述的位置检测与定位装置和轨道；
[0024]所述轨道为加热炉的炉前辊道，所述目标物体为钢坯，所述目标定位区域为装钢区域，所述装钢区域形成于所述炉前辊道上，所述装钢区域的边缘与所述加热炉的炉门的边缘对齐。
[0025]在一些实施例中，所述摄像模块安装在所述炉前辊道的一侧，所述参照物和所述装钢区域均位于所述摄像模块的视野内。
[0026]在一些实施例中，所述摄像模块的视野、所述炉门以及所述装钢区域均关于平面对称，所述平面为垂直于所述钢坯的移动方向的同一个平面。
[0027]在一些实施例中，所述位置检测与定位装置包括测距仪，所述测距仪设置在所述炉前辊道的一侧，其测量方向垂直于所述钢坯的移动的方向，指向所述装钢区域的边缘。
[0028]在一些实施例中，所述参照物为设置在所述炉前辊道末端的挡位。
[0029]对应于上述位置检测与定位系统，本专利技术所述的定位方法所采用的技术方案包括如下步骤：
[0030]根据所述钢坯的长度，确定所述钢坯完全停在所述装钢区域内时，所述钢坯的头部与所述参照物之间的定位目标距离；
[0031]将所述钢坯的头部与所述参照物之间的实时距离与所述定位目标距离对比计算，得到所述钢坯需要移动的方向和移动的距离；
[0032]通过控制所述炉前辊道，将所述钢坯停在所述装钢区域内。
[0033]在一些实施例中，当所述实时距离大于所述定位目标距离时，通过控制所述炉前辊道降速，使所述实时距离等于所述定位目标距离，实现将所述钢坯停在所述装钢区域内；
[0034]当所述实时距离小于所述定位目标距离时，先控制所述炉前辊道反转，然后通过控制所述炉前辊道降速，使所述实时距离等于所述定位目标距离，实现将所述钢坯停在所述装钢区域内。
[0035]在一些实施例中，还包括：在将所述钢坯停在所述装钢区域内之后，通过测距仪判断所述钢坯是否完全停在所述装钢区域内的步骤。
[0036]在一些实施例中，所述炉前辊道降速分两次进行，使所述钢坯先以初始速度v恒速运行位移S1，将速度降至v0，v0在0.2
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0.5m/s之间选取，以v0恒速运行位移S3，后降速至停止；其中，v0恒速运行阶段位移S3与v恒速运行阶段S1根据生产情况选取，减速过程加速度在0.1
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0.3m/s2之间选取，计算出第一次减速所需位移S2以及第二次减速所需位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种位置检测与定位装置，用于检测轨道(3)上目标物体(4)的实时位置并将所述目标物体(4)停在目标定位区域(1)内，其特征在于，包括：摄像模块(5)，所述摄像模块(5)被配置为获取目标区域(2)的实时图像，其中，所述目标区域(2)内配置所述目标定位区域(1)以及位置固定的参照物(6)，所述参照物(6)沿着所述目标物体(4)的移动方向设置在所述目标定位区域(1)的前方；图像处理模块(7)，所述图像处理模块(7)被配置为接收并处理所述实时图像，处理后得到所述目标物体(4)相对于所述参照物(6)的实时位置，并将所述实时位置的信息发送给所述轨道(3)的控制器(8)，使所述控制器(8)根据所述实时位置的信息控制所述轨道(3)，以将所述目标物体(4)停在所述目标定位区域(1)内。2.根据权利要求1所述的位置检测与定位装置，其特征在于，包括测距仪(9)，所述测距仪(9)的测量方向垂直于所述目标物体(4)的移动方向，指向所述目标定位区域(1)的边缘。3.根据权利要求1所述的位置检测与定位装置，其特征在于，所述图像处理模块(7)处理所述实时图像包括：获取目标物体在实时图像中的像素坐标；利用所述实时图像中的像素坐标和目标区域的实际空间坐标的标定关系，得到所述目标物体(4)与所述参照物(6)的实时距离。4.根据权利要求3所述的位置检测与定位装置，其特征在于，所述图像处理模块(7)处理所述实时图像还包括：在获取所述目标物体(4)在实时图像中的像素坐标之前，对实时图像进行场景和目标物体分割以及去噪化；其中，所述场景和目标物体分割包括：在所述实时图像中截取画面，所述目标物体(4)在截取的所述画面中，将所述画面进行前景的背景分离，其中前景为所述目标物体(4)的画面。5.一种位置检测与定位方法，用于检测轨道(3)上目标物体(4)的实时位置，并将所述目标物体(4)停在目标定位区域(1)内，其特征在于，包括如下步骤：获取所述目标区域(2)的实时图像，所述目标定位区域(1)在所述目标区域(2)内；处理所述实时图像，得到所述目标区域(2)内所述目标物体(4)相对于参照物(6)的实时位置；所述参照物(6)固定设置在所述目标区域(2)内，且沿着所述目标物体(4)的移动方向设置在所述目标定位区域(1)的前方；根据所述实时位置的信息，控制所述轨道(3)，以将所述目标物体(4)停在所述目标定位区域(1)内。6.根据权利要求5所述的位置检测与定位方法，其特征在于，还包括通过感知目标定位区域(1)的边缘是否有所述目标物体(4)，判断所述目标物体(4)是否完全停在目标定位区域(1)内的步骤。7.根据权利要求5所述的位置检测与定位方法，其特征在于，处理所述实时图像的步骤包括：获取所述目标物体(4)在所述实时图像中的像素坐标；利用所述实时图像中的像素坐标和所述目标区域(2)的实际空间坐标的标定关系，得到所述目标物体(4)与所述参照物(6)的实时距离。8.根据权利要求7所述的位置检测与定位方法，其特征在于，处理所述实时图像的步骤
还包括：在获取所述目标物体(4)在所述实时图像中的像素坐标的步骤之前，对所述实时图像进行场景和目标物体分割以及去噪化；其中，所述场景和目标物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张灿，熊正帮，
申请(专利权)人：策立科技厦门有限公司，
类型：发明
国别省市：