[发明专利]一种基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法及装置

说明书

本发明公开了一种基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法及装置，前置摄像机和后置摄像机分别获取钢带在矫直前和矫直后的图像信息然后将信息传输到处理器处理，处理器将图像信息进行对比分析得出矫直结果，将矫直结果汇报到矫直机，矫直机根据矫直结果自动调整矫直工艺参数。本发明产生的有益效果是，本发明基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法及装置，通过采用非接触式检测手段，高效率、高精度、实时地自动完成热处理后的钢带变形的检测。

技术领域

本发明属于机器视觉和图像测量技术领域，尤其涉及一种基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法及装置。

背景技术

钢带是各类轧钢企业为了适应不同工业部门工业化生产各类金属或机械产品的需要而生产的一种窄而长的钢板。在以钢带为基体生产带锯的过程中需要对钢带进行相应的热处理。生产实践表明热处理后的钢带在尺寸和形状上与实际要求有一定的误差。这些尺寸和形状误差如果不进行检测及矫正将会影响产品的整体性能。因此检测环节对带锯的生产来说非常必要。传统的检测手段己经不能满足生产的需要，卡尺、量规等检测手段虽然简便，但在特定的设备、特定的环境下进行检测，不但劳动强度大，效率低，数据较少，精度不高而且检测过程同生产过程是分离的，这与现代工业所要求的在线检测、实时控制的要求不符。

发明内容

本发明针对现有技术中的问题，提供一种基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法及装置，通过采用非接触式检测手段，高效率、高精度、实时地自动完成热处理后的钢带变形的检测。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：首先提供一种基于机器视觉的热处理钢带变形检测方法，该方法包括以下步骤，步骤一，钢带通过矫直机进行矫直的过程中，在钢带通过矫直机之前和之后的位置处分别设置前置摄像机和后置摄像机，前置摄像机、后置摄像机设置在钢带的正上方，以俯视角度向下拍摄钢带的上表面的图像，矫直机中固定平直挡板，平直挡板沿钢带的前进方向设置；步骤二，根据待检测的热处理后钢带尺寸的不同，调整前置摄像机、后置摄像机、矫直机的安装位置，计算前置摄像机和后置摄像机针对钢带的放大比例系数，使放大比例系数能满足此时的检测精度要求；步骤三，前置摄像机对钢带上表面拍摄，得到矫直前图像，后置摄像机对钢带上表面拍摄，得到矫直后图像，对矫直前图像、矫直后图像分别进行图像预处理，得到封闭且连续的矫直前钢带边缘轮廓二维曲线、矫直后钢带边缘轮廓二维曲线；步骤四，将矫直前钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段，对于矫直前钢带边缘轮廓二维曲线的每段边缘曲线，计算矫直前钢带的变形量和偏移量，将矫直前钢带和矫直后钢带的变形量和偏移量传输到矫直机；将矫直后钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段，对于矫直后钢带边缘轮廓二维曲线的每段边缘曲线，计算矫直后钢带的变形量和直线度，处理器判断其是否在标准允许范围内，如果超出标准允许范围，则发出报警。

按上述技术方案，所述步骤三中，对矫直前图像、矫直后图像分别进行图像预处理，具体包括对对矫直前图像、矫直后图像分别进行灰度化、中值滤波、自适应二值化、Canny算子边缘检测、多次图像膨胀及腐蚀、提取图像轮廓处理。

按上述技术方案，所述步骤四中，在将矫直前钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段之前，在保证这m段在前置摄像机和后置摄像机安装高度不变的情况下(此时摄像机拍摄的视野范围不变)每段都能达到检测精度，调整前置摄像机、后置摄像机的分辨率。

按上述技术方案，所述步骤四中，将矫直前钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段(将矫直后钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段，与将矫直前钢带边缘轮廓二维曲线沿钢带前进方向均分为m段的方法相同)，具体为，首先建立坐标系，将坐标原点o₀取在平直挡板线L₀上，取过原点o₀沿钢带前进方向为x轴，取过原点o₀垂直平直挡板线L₀，即垂直于钢带方向为y轴；在矫直前钢带边缘轮廓二维曲线中，将沿着钢带前进方向的一条边缘曲线S₁、沿着钢带前进方向的另一条边缘曲线S₂都均分为m段：