[发明专利]一种基于机器视觉的精轧带钢机架间跑偏曲线处理方法

说明书

本发明提供一种基于机器视觉的精轧带钢机架间跑偏曲线处理方法，属于轧钢自动化技术领域。该方法利用安装在机架顶端的双目线阵相机对带钢进行检测，首先对采集的带钢图像提取带钢边缘，得到带钢图像左右两侧的边缘坐标；然后进行带钢的宽度计算和跑偏量计算，再计算出口测宽仪测得的实际带钢宽度与检测获取的带钢宽度的差值，通过数据拟合形成判断模型，将宽度差超出阈值所对应的跑偏数据进行过滤，取前一个跑偏值作为本点的跑偏数值。该方法通过计算检测时刻所测得的带钢宽度与实际宽度的差值，将差值超出阈值的宽度差数据所对应的跑偏数据进行过滤，从而达到跑偏曲线去除噪点的目的。

技术领域

本发明涉及轧钢自动化技术领域，特别是指一种基于机器视觉的精轧带钢机架间跑偏曲线处理方法。

背景技术

热轧带钢是重要的钢铁产品，被广泛应用于建筑、桥梁、船舶、车辆等国民经济各部门。在目前国内钢铁工业产品结构调整、降本增效的背景下，产能过剩、技术含量及附加值低的产品产能逐步被压缩或是退出各大钢铁厂商，而热轧带钢在不断的产品结构调整以及品质优化中不断开拓新的应用领域，钢铁市场逐渐从冷轧向热轧发展，决定了热轧带钢的需求量不断攀升。

在以往的精轧过程中，带钢跑偏检测主要依靠工人的人为判断与纠正，大大地增加了带钢跑偏控制的不确定性，导致控制效果和稳定性较差，难以准确得到跑偏数值。

目前在国内某钢厂，已经完成了精轧带钢跑偏检测系统的搭建，采用了一种基于机器视觉技术、以图像检测为手段的非接触带钢跑偏在线测量方案，其精度高、鲁棒性强的特点可以满足精确测量带钢跑偏数据的目的，保证精轧过程中带钢跑偏数据得到精确有效地实时采集，消除工人的主观臆断性。

通过该系统，可以获取带钢宽度数据和带钢跑偏量数据，对带钢跑偏量进行实时的显示，但是由于现场工作环境较差，存在水汽、设备抖动等问题，显示的带钢跑偏量曲线存在诸多噪点，影响操作工的判断与调节，对后续的板形控制造成一定程度的影响。

现在的技术公开中对于曲线滤波的方法，多采用曲线拟合的方法，该方法可以通过适当的曲线类型拟合观测数据，但是只能反映数据的一般趋势，尽量使曲线没有局部波动，而在带钢轧制过程中，需要得到准确的跑偏数值，以便进行后续调节，因而该方法不适用于精轧带钢机架间跑偏曲线处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于机器视觉的精轧带钢机架间跑偏曲线处理方法。

该方法利用双目线阵相机实时对带钢图像进行采集，通过边缘检测手段对图像进行宽度和跑偏量的计算，通过计算与实际带钢宽度的差值，滤除噪点。

包括步骤如下：

S1：获取带钢图像边缘坐标：

使用两台相机同时采集同一位置的带钢图像，采用亚像素边缘检测算法对图像边缘检测，得到采集时刻的带钢图像左右边缘坐标；

S2：计算S1中采集时刻带钢宽度和相对于轧制中心线的跑偏量；

S3：获取出口测宽仪的带钢设定宽度数据，确定对应宽度带钢的宽度差阈值，并将设定宽度与S2中的带钢宽度计算值作差；

S4：对S3中作差计算得到的宽度差超过宽度差阈值所对应跑偏时刻的跑偏值进行滤除，取前一点作为本点跑偏值。

其中，S1中两台相机为双目线阵相机，分别平行安装在机架上方，能够采集相邻机架间带钢图像，安装示意图如图2所示；

S2中带钢宽度和相对于轧制中心线的跑偏量计算过程如下：

由双目相机成像原理，被检测带钢宽度为：

其中，相机光心距离标定平面的长度，单位为mm；