[发明专利]基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法

说明书

本发明提供一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，包括以下步骤：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一像素位置在两台所述线阵相机采集图像中的位置差异；结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。本发明适用于金属板材运动速度的实时检测，使得面阵相机采集的板材表面图像不缺失，线阵相机采集的板材表面图像不畸变，金属板材表面缺陷的定位更准确。

技术领域

本发明涉及速度检测方法的技术领域，具体而言，尤其涉及基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法。

背景技术

金属板材表面缺陷对金属板带质量有重要影响。受原材料、轧制工艺、系统控制等因素影响，金属板材表面缺陷，如裂纹、划痕、辊印、结疤、夹杂等，不仅对金属板材的耐磨性、抗疲劳性、抗腐蚀性和电磁特性有不同程度影响，还可能造成生产上断带、停车等严重事故发生，对生产企业造成不可估计的经济和品牌损失。因此，各国生产企业对金属板材表面质量的检测都十分重视，不惜花费巨资改进检测技术、提高检测水平。

基于机器视觉的金属板材表面缺陷在线检测技术是金属板材生产线表面质量监控的重要先进手段与技术。基于机器视觉的在线检测可以进行实时、全连续、全覆盖的金属表面质量检测，受到生产企业的广泛关注以及得到大量应用。现有基于机器视觉的金属板材表面缺陷检测方法主要有两种方式，一是采用面阵相机结合面光源的方法，二是采用线阵相机结合线型光源的方法。不论采用哪种方法，在利用相机对金属表面进行成像时，都需要将图像采集速度与金属板材运动速度进行匹配，否则都会影响钢板表面图像的获取：对于面阵相机，运动速度不匹配会导致相邻帧图像之间存在板材表面图像缺失或者重叠；对于线阵相机，运动速度不匹配会导致板材表面图像空间分辨率在运动方向不一致，存在图像畸变。

针对金属板材表面图像需要严格与板材运动速度匹配的问题，目前板材运动速度的获取方法为通过安装在金属板材输送辊上的编码器实现。然而，由于输送辊与金属板材之间存在打滑，利用输送辊上的编码器获取金属板材运送速度的方法准确性不足。

发明内容

根据上述提出由于输送辊与金属板材之间存在打滑，利用输送辊上的编码器获取金属板材运送速度的方法准确性不足的技术问题，而提供一种一种基于线阵相机立体视觉的金属板材运动速度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：基于待测金属板材自身的运动，通过多个线阵相机在不同位置获取所述待测金属板材的表面图像；

步骤S2：通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一点在两台所述线阵相机采集图像中的像素位置差异；

步骤S3：结合线阵相机设置的采样行频，实现所述待测金属板材运动速度的实时检测。

进一步地，多个所述线阵相机均设置于所述待测金属板材的同一表面。

更进一步地，多个所述线阵相机在所述待测金属板材的表面的视场位置不同。

进一步地，所述线阵相机为普通线阵相机或者时间延时积分线阵相机。

更进一步地，通过立体匹配确定所述待测金属板材的表面任一像素位置在两台所述线阵相机采集图像中的位置差异，对于所述待测金属板材运动速度计算方法为：

V＝Pf/S；

其中，V表示所述待测金属板材运动速度，P表示所述线阵相机在待测金属板材表面的视场距离，f表示所述线阵相机的采样行频，S表示金属板材表面任一点经立体匹配后在所述线阵相机间采集图像中的像素位置差异。

较现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明适用于金属板材运动速度的实时检测，使得面阵相机采集的板材表面图像不缺失，线阵相机采集的板材表面图像不畸变，金属板材表面缺陷的定位更准确。