本发明专利技术提供一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统及方法，本发明专利技术系统包括板带检测系统、光栅光格结构光投射系统、图像采集系统、距离调整系统以及图像处理系统；当板带进入热检仪检测范围时，传输信号触发光栅光格结构光投射系统和图像采集系统开始工作；图像采集系统用于将采集的图像信息实时传输至图像处理系统；距离调整系统用于调整光栅光格结构光投射系统和图像采集系统之间的距离。图像处理系统用于对图像采集系统传输的图像进行实时处理，得到板带的三维轮廓，得出板带在XOY坐标系下的二维曲线和在YOZ坐标系下的二维曲线，进而判别板带翘扣头和镰刀弯的程度和类型。型。型。
【技术实现步骤摘要】
一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统及方法
[0001]本专利技术涉及轧钢领域热轧厂粗轧阶段板带显式板形在线实时检测
，具体而言，尤其涉及一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统及方法。
技术介绍
[0002]国家越来越重视工业的发展，而钢铁行业作为工业发展的基础，在工业发展中一直起着至关重要的作用，在军舰、桥梁、建筑等都发挥了很大作用。然而，在热连轧实际生产中，常受到外界多种因素的影响，使轧件出现翘曲、下扣和镰刀弯的问题，这不仅干扰板带的生产质量与效率，还会相应的损坏设备，对整个板带生产企业发展带来不利影响。然而由于板带在生产的过程中温度过高，所以目前中国大部分钢厂测量板带粗轧过戳中下扣或翘曲的方式是停机等板带冷却下来后，人工用2m的直杠放在钢板上，用尺子进行人工测量直杠与钢板间的间隙(这种方式很少使用)或者在生产线上人工肉眼观察，这样严重制约了生产效率，并需要耗费人力。因此需要研发一种新型的非接触式测量系统对板带实现在线实时检测。
[0003]视觉测量技术是一门新型测量技术。视觉测量技术重点研究方向的是物体的几何尺寸及物体的位置测量，它可以广泛应用于在线测量、逆向工程等主动、实时测量过程。机器视觉系统的特点就是提高生产的柔性和自动化程度，适用于些不适合人工作业的场合。
[0004]机器视觉技术具有检测速度快，精度高、不接触等突出优点。视觉检测的非接触性能够排除人工操作带来的影响，而且不受时间限制，在保证设备良好的情况下可以不停机使用。机器视觉检测技术能够快速将获取的现场信息提供给控制中心，控制中心将实时展示产品的轮廓情况，这为自动化集成制造奠定了良好的基础。这种检测技术能够降低企业的检测成本，而且能够完成工业现场的多种检测任务。人们不适宜在嘈杂、高温等一些恶劣环境中工作，机器视觉检测技术就为这些工作提供了可靠保障。当产品向别的方向变化时，机器视觉检测技术就能够快速发现这种变化，然后告诉工程师及时做出调整，这就大大降低了质量不达标产品的出现。
[0005]综上所述，由于板带在粗轧的过程中处于高温状态，人工测量就必须等到板带冷却后方能测量，这就导致了生产过程自动化程度不高，人工检测越来越不能满足当今工业领域的要求。采用机器视觉进行检测，从而来提高检测精度、检测效率和检测自动化程度，已然成为现代检测生产先的迫切需求。因此机器视觉测量对于板带的在线实时测量就显得尤为重要，而视觉测量技术由于其具有再现性好、测量精度高、非接触测量效率高、成本低等优点，应用在板带轮廓测量上是一个不错的选择。
[0006]机器视觉在国内外发展比较迅速，并被广泛应用于各种领域。基于机器视觉的表面检测有：PCB印刷电路检测、STM表面贴装检测，农产品的品质检测、路况检测、产品尺寸检测、生物医药检测等，这些检测系统提高了产品的检测精度和生产效率。
[0007]但现有机器视觉对在线实时检测和大型物体检测是一个瓶颈，以往研究大多是针对小型零部件或物体局部的检测，这样就有很大的局限性。针对冶金行业热轧产线中显式
板形的在线实时检测，现在国内钢厂采用的显式板形检测手段多是人工测量。
技术实现思路
[0008]根据上述提出现有技术难以实现粗轧板带显式板形在线实时检测的技术问题，提供一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统及方法。本专利技术能够在板带进行粗轧过程时，对板带的位置及三维信息进行实时检测与分析。
[0009]本专利技术采用的技术手段如下：
[0010]一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，包括：板带检测系统、光栅光格结构光投射系统、图像采集系统、距离调整系统以及图像处理系统；其中：
[0011]所述板带检测系统，连接所述光栅光格结构光投射系统，当板带进入热检仪检测范围时，传输信号触发光栅光格结构光投射系统和图像采集系统开始工作；
[0012]所述图像采集系统，连接图像处理系统，用于将采集的图像信息实时传输至图像处理系统；
[0013]所述距离调整系统，连接光栅光格结构光投射系统和图像采集系统，用于调整所述光栅光格结构光投射系统和图像采集系统之间的距离。
[0014]所述图像处理系统，用于对所述图像采集系统传输的图像进行实时处理，得到板带的三维轮廓，得出板带在XOY坐标系下的二维曲线和在YOZ坐标系下的二维曲线，进而判别板带翘扣头和镰刀弯的程度和类型。
[0015]进一步地，所述板带检测系统包括板带、传送辊道和热检仪，板带设置在传送辊道上，通过传送辊道传送板带进入热检仪检测范围。
[0016]进一步地，所述光栅光格结构光投射系统包括DLP投影仪，用于投射光栅光格结构光图案到所述传送辊道的表面等待板带进入结构光的范围。
[0017]进一步地，所述图像采集系统包括第一工业相机、第二工业相机，第一工业相机和第二工业相机相较传送辊道的中心线对称设置，并分别与DLP投影仪保持等距离的间距，且第一工业相机和第二工业相机与竖直线的夹角为60
°
，使得相机与板带侧边有一定的夹角，用于检测板带的厚度，DLP投影仪投射结构光图案为竖直方向，用于覆盖板带的上表面。
[0018]进一步地，所述距离调整系统包括滑轨装置、设备固定外壳；所述滑轨装置、工业相机、DLP投影仪均设置在设备固定外壳内部；设备固定外壳通过U型装置和U型吊环与人行横梯相连接；滑轨装置包括滑轨和装置支撑杆，滑轨固定在设备固定外壳的两个内测壁上，第一工业相机、第二工业相机、DLP投影仪均通过相机固定板设置在滑轨装置的横梁上方，且DLP投影仪位于横梁的中心处。
[0019]进一步地，所述设备固定外壳还设置有冷却装置，冷却装置包括开设在所述设备固定外壳上的入水孔、密封走线孔和出水孔，且通过水管转换接头与水管进行连接，设备固定外壳还设置有温度传感器，实时监控装置的温度，进而发送指令控制水管的水流量。
[0020]进一步地，所述粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统安装在粗轧机入口与出口处，入口处安装在距离粗轧机一定距离的位置，并带有人行横梯，出口处安装在现场已有的框架下，且都位于板带传送辊的正上方。
[0021]本专利技术还提供了一种基于上述粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测方法，包括：
[0022]通过滑轨装置调整第一工业相机、第二工业相机和DLP投影仪与板带之间的距离；
[0023]调整DLP投影仪投射的光栅光格结构光图案，使光栅光格结构光图案的边缘与理想板带边缘重合；
[0024]利用改进型张正友标定算法对粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统进行标定，包括第一工业相机、第二工业相机的内参数和外参数；第一工业相机、第二工业相机与DLP投影仪的相对位置矩阵，即旋转矩阵和平移矩阵；
[0025]当热检仪检测到板带时，发送开始工作指令，第一工业相机、第二工业相机及DLP投影仪开始工作；
[0026]将钢厂控制系统提供的板带的移动速度、轧机的工艺参数传输至所述粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统中，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，包括：板带检测系统、光栅光格结构光投射系统、图像采集系统、距离调整系统以及图像处理系统；其中：所述板带检测系统，连接所述光栅光格结构光投射系统，当板带进入热检仪检测范围时，传输信号触发光栅光格结构光投射系统和图像采集系统开始工作；所述图像采集系统，连接图像处理系统，用于将采集的图像信息实时传输至图像处理系统；所述距离调整系统，连接光栅光格结构光投射系统和图像采集系统，用于调整所述光栅光格结构光投射系统和图像采集系统之间的距离。所述图像处理系统，用于对所述图像采集系统传输的图像进行实时处理，得到板带的三维轮廓，得出板带在XOY坐标系下的二维曲线和在YOZ坐标系下的二维曲线，进而判别板带翘扣头和镰刀弯的程度和类型。2.根据权利要求1所述的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，所述板带检测系统包括板带、传送辊道和热检仪，板带设置在传送辊道上，通过传送辊道传送板带进入热检仪检测范围。3.根据权利要求1所述的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，所述光栅光格结构光投射系统包括DLP投影仪，用于投射光栅光格结构光图案到所述传送辊道的表面等待板带进入结构光的范围。4.根据权利要求1所述的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，所述图像采集系统包括第一工业相机、第二工业相机，第一工业相机和第二工业相机相较传送辊道的中心线对称设置，并分别与DLP投影仪保持等距离的间距，且第一工业相机和第二工业相机与竖直线的夹角为60
°
，使得相机与板带侧边有一定的夹角，用于检测板带的厚度，DLP投影仪投射结构光图案为竖直方向，用于覆盖板带的上表面。5.根据权利要求1所述的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，所述距离调整系统包括滑轨装置、设备固定外壳；所述滑轨装置、工业相机、DLP投影仪均设置在设备固定外壳内部；设备固定外壳通过U型装置和U型吊环与人行横梯相连接；滑轨装置包括滑轨和装置支撑杆，滑轨固定在设备固定外壳的两个内测壁上，第一工业相机、第二工业相机、DLP投影仪均通过相机固定板设置在滑轨装置的横梁上方，且DLP投影仪位于横梁的中心处。6.根据权利要求5所述的粗轧过程板带显式板形在线视觉检测系统，其特征在于，所述设备固定外壳还设置有冷却装...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭艳，葛士涛，陈子刚，孙建亮，王恩睿，
申请(专利权)人：邯郸钢铁集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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