[发明专利]连铸坯表面缺陷清理的视觉测量系统及路径规划方法

说明书

本发明涉及一种连铸坯表面缺陷清理的视觉测量系统及路径规划方法，用于对连铸坯表面进行视觉测量，所述视觉测量系统包括多个沿连铸坯长度方向等距布置的相机、多个与相机一一对应的激光发射器、网络交换机、以及控制器，所述激光发射器向连铸坯表面投射网格状结构光，每个相机在连铸坯表面的拍摄范围覆盖连铸坯宽度方向的边缘，且相邻两个相机的拍摄范围具有拍摄重叠区域，所有相机的总拍摄范围覆盖整个连铸坯长度；所述相机和激光发射器都与网络交换机相连，所述网络交换机与控制器信号相连。对连铸坯表面完成高效的图像拍摄，方便对连铸坯表面缺陷进行针对性清理，实现切割清理路径的预先整体规划，保证表面缺陷清理质量。

技术领域

本发明涉及铸坯精整领域，具体涉及一种连铸坯表面缺陷清理的视觉测量系统及路径规划方法。

背景技术

连铸坯的缺陷的熔除对于钢厂一直是个难题，目前大多采用人工清理的方法，人工清理是一项技术性很强的工作，操作人员必须经过专业培训，特定岗位需持有特种操作证，并且连铸坯的清理作业的劳动强度很大，整体作业效率低。同时人工清理时作业现场高温、高粉尘，长时间作业会影响作业人员身体健康。

机器清理虽然能够比较好的替代人工实施进行火焰清理作业，连铸坯自动清理设备的火焰清理枪是悬挂在厂房主梁的导轨上通过电机驱动实现清理枪的运动，但是火焰清理枪清理采用的是统一火焰强度和固定吹扫路径，不能对连铸坯表面缺陷有针对性的进行清理，整体清理质量参差不齐，并且需要人工检查和二次人工补枪清理，才能达到下步工序的质量要求。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明要解决的技术问题在于提供连铸坯表面缺陷清理的视觉测量系统及路径规划方法，使连铸坯表面缺陷清理具有针对性，保证清理质量，提供工作效率高。

为实现上述目的，本发明提供一种连铸坯表面缺陷清理的视觉测量系统，用于对连铸坯表面进行视觉测量，包括多个沿连铸坯长度方向等距布置的相机、多个与相机一一对应的激光发射器、网络交换机、以及控制器，所述激光发射器向连铸坯表面投射网格状结构光，每个相机在连铸坯表面的拍摄范围覆盖连铸坯宽度方向的边缘，且相邻两个相机的拍摄范围具有拍摄重叠区域，所有相机的总拍摄范围覆盖整个连铸坯长度；所述相机和激光发射器都与网络交换机相连，所述网络交换机与控制器信号相连。

进一步地，所述连铸坯长度为12m，所述相机的镜头焦距为8mm，所述相机的光心与连铸坯表面的距离为1.8mm；所述相机为9个、且每个相机在连铸坯表面的拍摄范围长度为1.98mm。

进一步地，相邻两个相机的拍摄重叠区域的长度为单个相机拍摄范围长度的1/3。

进一步地，所述相机为CMOS相机，分辨率至少为5488*3672pixels，像素物理尺寸2.4*2.4微米，矩形感光芯片长边为13.171毫米、短边为8.813毫米。

进一步地，还包括照明光源，所述照明光源向连铸坯表面投射照明光。

本发明还提供了一种，连铸坯表面缺陷清理的路径规划方法，用于规划火焰清理枪清理路径，所述火焰清理枪由机械臂驱动，采用上述的视觉测量系统进行，包括以下步骤：

S1、将视觉测量系统在连铸坯表面上方安装好，其中视觉测量系统中包括n个相机，利用激光发射器向连铸坯表面发射网格状结构光，利用相机进行拍摄，并通过网络交换机传输给控制器；

S2、相机的联合标定，包括：

S21、确定每个相机的内参矩阵，得到集合(M_in)_n；

S22、确定每个相机的外参矩阵，得到集合(M_w)_n；

S23、计算任意两个相邻相机间的单应性矩阵H、以及转换矩阵Mz；得到单应性矩阵集合H_n、以及转换矩阵集合Mzn；