[发明专利]钢管在线检测系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及钢管检测领域，具体涉及一种钢管在线检测系统及方法。

背景技术

钢管是钢铁企业轧钢厂生产的一类主要产品，广泛用作建筑钢筋、机械制造、金属原材料等。在钢管的生产过程中，钢管质量检测是最重要的一个环节。有效的钢锭的质量检测能保证其生产效率和产品质量，同时也是企业获得经济效益的有力保障。

传统的钢管检测方法采用人工检测，通过工人在流水线上观察，剔除有缺陷的不合格钢管。然而，这种检测方法完全依靠工人的经验判断钢管缺陷程度，判定钢管是否达到合格品标准，存在准确性低、劳动强度大、检测效率低的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种钢管在线检测系统，以解决现有人工检测钢管缺陷方法存在生产效率低，劳动强度大，准确性低的技术问题。

本发明的另一目的在于提供一种钢管在线检测方法，以解决现有人工检测钢管缺陷方法存在生产效率低，劳动强度大，准确性低的技术问题。

为达到上述目的，本发明提供一种钢管在线检测系统，包括：管口图像采集装置、管壁图像采集装置、上位机模块和电源，管口图像采集装置和管壁图像采集装置均与上位机模块连接，用以实时采集钢管管口图像及管壁图像并发送至上位机模块；上位机模块用以对采集到的图像进行分析，剔除不合格钢管，统计钢管管口及管壁参数合格率；电源分别与管口图像采集装置、管壁图像采集装置和上位机模块连接，用以为管口图像采集装置、管壁图像采集装置和上位机模块提供电力；其中，上位机模块进一步包括：

人机交互处理单元：用以接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置，并实时显示检测信息及检测结果。

开关单元：分别与人机交互处理单元和管口图像采集装置以及管壁图像采集装置连接，用以根据接受到的用户操作控制管口图像采集装置或管壁图像采集装置运行。

管口图像处理单元：与管口图像采集装置连接，用以对采集到的图像进行分析处理，判断管口图像的分割以及连通区域，获取管口的区域位置，对该连通区域进行椭圆拟合，并与预先存储的标准管口椭圆模板比对，得到管口的尺寸以及缺陷。

管壁图像处理单元：与管壁图像采集装置连接，用以对采集到的图像进行分析处理，判断管壁图像的分割以及连通区域，获取管壁的区域位置，对该连通区域进行区域连接和拟合，得到管壁的整个连通区域，通过这个连通区域拟合成管壁的圆柱形区域，通过这个拟合的圆柱形区域与预先存储的标准管壁的圆柱形模板进行比对，获取管壁缺陷值；

剔除控制单元：分别与管口图像处理单元和管壁图像处理单元连接，根据管口图像处理单元和管壁图像处理单元得到的管口和管壁缺陷的检测结果，剔除存在缺陷的不合格钢管。

统计处理单元：与剔除控制单元连接，用以根据管口图像处理单元和管壁图像处理单元的比较结果，统计一个批次的钢管合格率并将统计结果发送至数据库和人机交互处理单元。

数据库：用以存储标准管口椭圆模板和标准管壁的圆柱形模板，以及，存储统计处理单元得到的一个批次的钢管合格率。

依照本发明较佳实施例所述的钢管在线检测系统，该管口图像采集装置和管壁图像采集装置采用CCD彩色相机或CMOS彩色相机。

依照本发明较佳实施例所述的钢管在线检测系统，该统计处理单元以excel图表的形式将统计的一个批次的钢管合格生成报表发送至数据库和人机交互处理单元。

为达到上述目的，本发明还提供一种钢管在线检测方法，包括以下步骤：

（1）接受用户的操作，实现初始化工作及参数设置；

（2）根据用户的操作，驱动管口图像采集装置或管壁图像采集装置实时采集钢管管口图像或管壁图像；

（3）对采集到的管口图像进行分析处理，判断管口图像的分割以及连通区域，获取管口的区域位置，对该连通区域进行椭圆拟合，并与预先存储的标准管口椭圆模板比对，得到管口的尺寸以及缺陷；

（4）对采集到的管壁图像进行分析处理，判断管壁图像的分割以及连通区域，获取管壁的区域位置，对该连通区域进行区域连接和拟合，得到管壁的整个连通区域，通过图像的边缘阶跃值获取管壁缺陷值；

（5）根据步骤（3）与步骤（4）得到的管口和管壁缺陷的检测结果，剔除存在缺陷的不合格钢管；

（6）根据剔除处理单元的比较结果，统计一个批次的钢管合格率并将统计结果发送至数据库和人机交互处理单元。

依照本发明较佳实施例所述的钢管在线检测方法，步骤（1）中的参数设置包括：管口半径、管壁系数、HSV阈值、分割阈值、边界算子、增强算子和拟合系数。