基于机器视觉的长材切割方法技术

本发明专利技术的基于机器视觉的长材切割方法，属于切割方法领域，包括以下步骤，S1：架设摄像机，摄像机能拍摄到长材和切割机；S2：在t

【技术实现步骤摘要】
基于机器视觉的长材切割方法


[0001]本专利技术涉及长材切割方法领域，具体涉及基于机器视觉的长材切割方法。

技术介绍

[0002]钢厂在生产长材H型钢的过程中，需要对长材进行分割切割、去头切割、去尾切割和采样切割，采样切割的意义是对该长材钢进行成分分析，避免残次产品流到市场上造成不可避免的损失。上述所有的切割，都只是对长材两端中任意一端或者两端的一小段部分进行分割，分割后的钢段尺寸很小，如果分割后的钢段尺寸过小的话，钢段容易卡在锟道的缝隙中，严重影响了生产节奏，而且也无法保障清理钢段的工人的安全。

技术实现思路

[0003]为了解决如何控制钢段的切割尺寸，避免钢段的尺寸过小。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术的基于机器视觉的长材切割方法，包括以下步骤，S1：架设摄像机，摄像机能拍摄到长材和切割机；S2：在t
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1时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；在t时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；S3：将t
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1时刻和t时刻的最大mask长材实例的坐标进行比较，确定长材是否移动；如果长材在锟道上没有移动，则转到S4；如果长材在锟道上移动，则转到S2；S4：在t
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1和t时刻任意一个的视频帧，由切割机的切割线对长材进行虚拟切割；S5：切割线将长材虚拟切割成A段和B段，切割线将长材虚拟切割成A段和B段，分别求A段长材的外接矩形P1和B段长材的外接矩形P2的高；P1和P2的高即为长材沿进给方向的长度；记录并比较外接矩形P1和P2的高的大小；分别记为W1和W2；如果W1<W2，则A段为待切割段；否则，B段为待切割段；S6：将S5中P1和P2中高，取值小的高记为W，用W与设定的阈值进行比较；如果W小于等于阈值，发出警告提醒操作者；如果W大于阈值，允许切割。
[0005]进一步地，步骤S1中，摄像机俯视长材和切割机；摄像机采用平角镜头。
[0006]广角镜头的焦距短，视角大，在较短的拍摄距离范围内，能拍摄到较大面积的景物，缺点是拍摄的景物变形。而本方法采用平角镜头则正好相反，能尽可能地保证图像中的长材和切割机不变形。
[0007]进一步地，将t
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1时刻和t时刻的最大mask长材实例的中心点坐标进行比较，坐标误差小于1%，则长材在锟道上没有移动。
[0008]1%可以有效地识别长材是否移动，而且对于图像识别的精度也足够，再小的误差会增加图像识别和计算方面的压力。
[0009]进一步地，将切割机作为质点，向垂直于长材进给方向做垂线，即为切割线。
[0010]将切割机沿垂直于长材进给的方向做垂线，将图像进行切割，相比于其他与进给方向倾斜设置的切割线而言，垂线虚拟切割的长材形状比较规则，在后期的计算高时，也可以减少计算量。
[0011]进一步地，t
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1时刻到t时刻的时间间隔为1分钟。
[0012]时间不宜过短，容易造成长材是否移动误判断；这是因为锟道在短时间内的移动不明显，也给图像识别和计算增加困难。采用1分钟的时间间隔，可以确保长材在锟道上确实没有移动。
[0013]进一步地，步骤S1中，采集不同运动状态下长材图片4000张和不同运动状态的切割机图片5000张；使用labelme对所有的长材图片进行标注，使用labelImg对所有的切割机图片进行标；使用yolvo8对所有的长材和切割机进行训练分别识别得到长材和切割机的模型。
[0014]采用大量的样本，对切割机和长材标注训练，提高识别长材的准确性。
有益效果:
[0015]本方法通过机器视觉，对图像中的长材和切割机进行识别，再由切割机的切割线对长材进行虚拟切割，判断出待切割段的长度，让待切割段的长度与设定的阈值相比，待切割段不在设定的阈值范围内时，发出警告，提醒切割工人。
附图说明
[0016]图1是长材切割的状态之一；图2是长材切割的状态之二。
具体实施方式
[0017]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0018]基于机器视觉的长材切割方法，包括以下步骤，S1：架设摄像机，摄像机能拍摄到长材和切割机；本实施例中，摄像机采用俯视拍摄长材和切割机，摄像机采用平角镜头。采集不同运动状态下长材图片4000张和不同运动状态的切割机图片5000张；使用labelme对所有的长材图片进行标注，使用labelImg对所有的切割机图片进行标；使用yolvo8对所有的长材和切割机进行训练分别识别得到长材和切割机的模型。
[0019]S2：在t
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1时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；在t时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；具体地，mask长材实例就是图像中识别的长材的所占的区域；之所以获取最大面积mask长材实例，是因为锟道上拍摄的视频帧中是一段完整的长材和另一段长材的一部分这两个mask长材实例。实际的分割切割、去头切割、去尾切割和采样切割针对的是完整长材，所以需要摒弃一部分的mask长材实例。通过比较两个mask长材实例的面积，可以选出最大面积mask长材实例，即为待切割的长材。这是因为实际操作中，完整的mask长材实例面积，要远大于一部分的mask长材实例的面积。
[0020]t
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1和t时刻的时间间隔可以设置，本实施例中可以设置为1秒。时间间隔较长，可以有效地确定长材的确是处于静止状态。
[0021]S3：将t
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1时刻和t时刻的最大mask长材实例的坐标进行比较，确定长材是否移动；如果长材在锟道上没有移动，则转到S4；如果长材在锟道上移动，则转到S2；具体地，获取t
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1时刻的最大mask长材实例的中心点坐标；获取t时刻的最大mask长材实例的中心坐标；对比前述两者坐标，坐标位置未发生变化，认为t
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1时刻到t时刻，最大mask长材实例在视频帧的图像中没有发生移动，即，长材在锟道上没有发生移动。反之，则长材在锟道上发生移动，此时转到S2；S4：在t
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1和t时刻任意一个的视频帧，由切割机的切割线对长材进行虚拟切割，将长材虚拟切割成A段和B段；具体地,t
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1时刻和t时刻由于长材处于停止状态，所以两者视频帧中图像信息一样。以切割机作为质点，向垂直于长材进给方向做垂线，即为切割线。切割线将将长材虚拟分割，成为A段和B段；如果切割机的切割线不能分割长材，工人会手动沿进给方向调整切割线的位置，直至切割机的切割线能分割长材。
[0022]S5：分别求A段长材的外本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于机器视觉的长材切割方法，其特征在于，包括以下步骤，S1：架设摄像机，摄像机能拍摄到长材和切割机；S2：在t
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1时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；在t时刻的视频帧中，对图像进行实例分割，获取最大面积mask长材实例；S3：将t
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1时刻和t时刻的最大mask长材实例的坐标进行比较，确定长材是否移动；如果长材在锟道上没有移动，则转到S4；如果长材在锟道上移动，则转到S2；S4：在t
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1和t时刻任意一个的视频帧，由切割机的切割线对长材进行虚拟切割；S5：切割线将长材虚拟切割成A段和B段，分别求A段长材的外接矩形P1和B段长材的外接矩形P2的高；P1和P2的高即为长材沿进给方向的长度；记录并比较外接矩形P1和P2的高的大小；分别记为W1和W2；如果W1<W2，则A段为待切割段；否则，B段为待切割段；S6：将S5中P1和P2中高，取值小的高记为W，用W与设定的阈值进行比较；如果W小于等于阈值，发出警告提醒操作者；如果W大于...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴然，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：