一种拟高斯分布的板凸度测量方法技术

本发明专利技术涉及一种拟高斯分布的板凸度测量方法，包括：改变板材的凹凸程度，测量所述凹凸程度的高度，采集所述板材的点云，划分分布单元，并判断所述板材是否凹凸；通过一维高斯函数对所述分布单元进行拟合，获取高斯分布曲线，根据所述高斯分布曲线和所述凹凸程度的高度，建立所述高斯分布曲线和所述凹凸程度的高度之间的映射关系，构建板凸度测量模型，基于所述板凸度测量模型，获取板凸度。本发明专利技术可以进一步地对压平机和矫直机的板形校正效果进行评估，同时该方法也可以负反馈给校正设备，有助于后续校正设备的闭环修正。有助于后续校正设备的闭环修正。有助于后续校正设备的闭环修正。

【技术实现步骤摘要】
一种拟高斯分布的板凸度测量方法


[0001]本专利技术涉及冶金轧制
，特别是涉及一种拟高斯分布的板凸度测量方法。

技术介绍

[0002]板材是一种用于建筑、制造和船舶等领域的常见材料。在这些应用中，板材的平整度对于产品的质量和性能至关重要。而板凸度则是制约板材平整度的重要因素之一。目前，在测量板材板凸度方面，常用的方法包括使用直尺或千分尺逐点测量板面高低差，该方法需要人工测量，测量效率较低。采用机器视觉等技术进行自动化检测则可以提高测量速度和测量精度。基于机器视觉的板凸度检测方法中，高精度、可靠性强的板材板凸度表征方法是十分必要的。
[0003]板材轧制时，张力的横向分布是不均匀的，去掉张力后分布中的不均匀成分将转化为残余应力。钢板在残余应力作用下的屈曲浪形一般为周期的近似正弦波形。因此，所拟合的分布曲线也符合该波形。但是当出现不规律外界纵向的压力后，应力在横向所产生的波形则不为正弦波形，这时采用正弦波形衡量横向的不连续凹凸分布已经不能满足板形的检测精度，这严重影响到它的实际应用推广。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是针对上述现有技术的不足，提出一种拟高斯分布的板凸度测量方法，对非正弦波形的板形形变进行研究，对非连续的凸面和凹面的最高点所在切面进行分割，利用高斯拟合分开检测其凹凸分布，重新建立板凸度与钢板形变高度间的关系。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种拟高斯分布的板凸度测量方法，包括：改变板材的凹凸程度，测量所述凹凸程度的高度，采集所述板材的点云，划分分布单元，并判断所述板材是否凹凸；通过具有未知参数的标准一维高斯函数对所述分布单元进行拟合，获取高斯分布曲线，根据所述高斯分布曲线和所述凹凸程度的高度，建立所述高斯分布曲线所对应高斯函数的参数和所述凹凸程度的高度之间的映射关系，构建板凸度测量模型，基于所述板凸度测量模型，获取板凸度。
[0006]可选地，改变所述板材的凹凸程度包括：将固定长度的所述板材平铺于间隙宽度可调节的辊道上，固定所述板材的两端于辊道上，通过调节所述辊道的间隙宽度来改变所述板材的凸起程度或凹陷程度。
[0007]可选地，测量所述凹凸程度的高度包括：每调节一次所述辊道的间隙宽度，同时测量所述辊道所在平面与所述板材的凸起最高点位置的高度或所述辊道所在平面与所述板材的凹陷最高点位置的高度。
[0008]可选地，采集所述板材的点云包括：每调节一次所述辊道的间隙宽度，同时对所述板材进行三维点云扫描，获取所述
板材的点云。
[0009]可选地，判断所述板材是否凹凸包括：当所述板材凹起时，对所述分布单元进行分割，当所述板材凹陷时，对所述分布单元进行分割，并将开口向上的所述分布单元以水平方向轴线进行上下翻转。
[0010]可选地，通过具有未知参数的标准一维高斯函数对所述分布单元进行拟合，获取高斯分布曲线包括：通过所述一维高斯函数对分割后的所述分布单元进行拟合，获取第一高斯分布曲线：
[0011]其中，为高斯特征值，为点云在z方向上的最大值，为板材在该位置凸起时的横向位置，为板材凸起的程度；通过所述一维高斯函数对分割和上下翻转后的所述分布单元进行拟合，获取第二高斯分布曲线：
[0012]其中，为高斯特征值，为点云在z方向上的最大值，为板材在该位置凹陷时的横向位置，为板材凹陷的程度。
[0013]可选地，根据所述第一高斯分布曲线和所述凸起程度的高度，建立所述第一高斯分布曲线和所述凸起程度的高度之间的映射关系；
[0014]其中，为板材凸起高度，为高斯特征值，为函数表达式；根据所述第二高斯分布曲线和所述凹陷程度的高度，建立所述第二高斯分布曲线和所述凹陷程度的高度之间的映射关系；
[0015]其中，为板材凹陷高度，为高斯特征值，为函数表达式。
[0016]可选地，获取点云在z方向上的最大值、板材在该位置凸起时的横向位置和板材凸起的程度的方法为：采集所述分布单元方向上的数据，建立数据矩阵，根据最小二乘原理，获取所述数据矩阵方程的最小二乘解；通过所述最小二乘解，获取所述点云在z方向上的最大值、所述板材在该位置凸起时的横向位置和所述板材凸起的程度；建立所述数据矩阵的方法为：
[0017]其中，为点云条方向上的数据，均为自然对数。
[0018]可选地，所述板凸度测量模型包括：
[0019]其中，为板材在该位置的板凸度，为板凹测量高度，为板材凸起高度。
[0020]本专利技术的有益效果为：本专利技术提出的一种拟高斯分布的板凸度测量方法，重新建立了板凸度的表征和测量方法，通过本方法求得的板凸度值，可以进一步地对压平机和矫直机的板形校正效果进行评估，同时该方法也可以负反馈给校正设备，有助于后续校正设备的闭环修正；本专利技术重新建立了板凸度的表征和测量方法，通过本方法求得的板凸度值，可以进一步地对压平机和矫直机的板形校正效果进行评估，同时该方法也可以负反馈给校正设备，有助于后续校正设备的闭环修正。
附图说明
[0021]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，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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。
[0022]图1为本专利技术实施例的辊道控制示意图；图2为本专利技术实施例的高斯曲线图；图3为本专利技术实施例的一种拟高斯分布的板凸度测量方法流程图；图4为本专利技术实施例的实例测量示意图。
具体实施方式
[0023]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。
[0024]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
[0025]本专利技术公开了一种拟高斯分布的板凸度测量方法，包括离线板凸度测量模型建立和在线测量。其中，离线板凸度测量模型建立包括如下步骤：步骤1：将长度为L的钢板平铺于间隙宽度可调节的辊道上，固定钢板两端于辊道
上，通过调节辊道的间隙宽度来控制钢板凸起的程度。每调节一次辊道的宽度，就相应地测量出辊道所在平面与凸起最高点位置的高度，记为，如图1所示。
[0026]步骤2：每调节一次辊道宽度，就使用结构光三维扫描仪对钢板进行扫描从而获得钢板的点云。首先对点云进行点云条的分割，将扫描获得的长度为L的钢板的点云沿钢板的宽度方向以每一行点云为一条进行分割，所分割到的每一条点云就被称为一个分布单元(点云条)。其中，无凸起的点云条不存在凸起现象，对于有凸起的点云条都可单独看作为高斯曲线，使用一维高斯函数对点云条进行拟合（通过提取标准一维高斯函数的参数与所述分布单元离散点建立矩阵方程，再通过求解矩阵方程的最小本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，包括：改变板材的凹凸程度，测量所述凹凸程度的高度，采集所述板材的点云，划分分布单元，并判断所述板材是否凹凸；通过具有未知参数的标准一维高斯函数对所述分布单元进行拟合，获取高斯分布曲线，根据所述高斯分布曲线和所述凹凸程度的高度，建立所述高斯分布曲线所对应高斯函数的参数和所述凹凸程度的高度之间的映射关系，构建板凸度测量模型，基于所述板凸度测量模型，获取板凸度。2.根据权利要求1所述的拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，改变所述板材的凹凸程度包括：将固定长度的所述板材平铺于间隙宽度可调节的辊道上，固定所述板材的两端于辊道上，通过调节所述辊道的间隙宽度来改变所述板材的凸起程度或凹陷程度。3.根据权利要求2所述的拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，测量所述凹凸程度的高度包括：每调节一次所述辊道的间隙宽度，同时测量所述辊道所在平面与所述板材的凸起最高点位置的高度或所述辊道所在平面与所述板材的凹陷最高点位置的高度。4.根据权利要求2所述的拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，采集所述板材的点云包括：每调节一次所述辊道的间隙宽度，同时对所述板材进行三维点云扫描，获取所述板材的点云。5.根据权利要求4所述的拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，判断所述板材是否凹凸包括：当所述板材凹起时，对所述分布单元进行分割，当所述板材凹陷时，对所述分布单元进行分割，并将开口向上的所述分布单元以水平方向轴线进行上下翻转。6.根据权利要求5所述的拟高斯分布的板凸度测量方法，其特征在于，通过具有未知参数的标准一维高斯函数...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓高旭，马立东，马立峰，江连运，时浩，
申请(专利权)人：太原科技大学，
类型：发明
国别省市：