[发明专利]基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法及系统

权利要求书

1.一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、获取钢卷端面点云图像；

步骤2、点云图像区域分割，利用点云坐标值将图像分割为两个区域，钢卷端面塔形底部和塔形顶部图像分别处于不同区域；

步骤3、利用各个点云坐标之间的欧氏距离分别对钢卷端面塔形底部和塔形顶部点云图像分割，计算分割后的多个区域点云数量并按照升序排列，初步定位塔形底部图像区域和塔形顶部图像区域；

步骤4、设置塔形高度测量误差值“ε”，计算初步获得的塔形底部图像区域和塔形顶部图像区域的所有点云z坐标值的均值，截取均值附近的设定区域，精确定位塔形底部区域和塔形顶部区域；

步骤5、计算塔形高度。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，所述的步骤1中，获取钢卷端面点云图像具体为：根据钢卷的大小以及需要的图像分辨率，配置单台或者多台激光轮廓仪，采用单台激光轮廓仪多次扫描或者采用多台激光轮廓仪同时扫描多次拍摄，将采集到的图像经过点云拼接，点云去噪等预处理后得到完整的钢卷端面点云图像。

3.根据权利要求2所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，采集图像之前，通过调整激光轮廓仪的位姿，保证激光轮廓仪的激光线垂直于被测钢卷的端面。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，所述的步骤2中，点云图像区域分割具体为：计算钢卷端面塔形点云图像z坐标值的最大值Max、最小值Min以及最大值和最小值的平均数Average，满足：

Average＝(Max+Min)/2

将图像分割为两个区域，分别设为P区和Q区，其中P区处于z坐标值在[Average,Max]的范围内，Q区处于z坐标值在[Min,Average]的范围内；显然钢卷端面塔形底部和塔形顶部图像分别处于P区和Q区，或者Q区和P区，相机的不同将导致钢卷端面塔形底部和塔形顶部图像所在区域的不同。

5.根据权利要求4所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，所述的步骤3中，初步定位塔形底部和塔形顶部区域具体为：

设置正数δ，满足δ值不大于激光轮廓仪的x轴分辨率，计算步骤2得到的P区和Q区中各个点云坐标之间的欧氏距离，若两个点云坐标的欧式距离小于正数δ，则这两个点云处于同一区域，反之不在同一区域；

分别对P区和Q区获得的多个分割区域计算每个区域点云数量并按照升序排列，从点云数量最多的区域开始，可视化每个区域的点云图像，不断调整正数δ的值，初步获取P区钢卷端面塔形底部图像P1区和Q区塔形顶部图像Q1区，或者P区钢卷端面塔形顶部图像P1区和Q区塔形底部图像Q1区。

6.根据权利要求1所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，所述的步骤4中，精确定位塔形底部和塔形顶部区域具体为：

设置塔形高度测量误差值“ε”，对步骤3初步获得的钢卷端面塔形底部图像区的所有点云z坐标值求均值，设为A；同样的，求初步获得的钢卷端面塔形底部图像区的所有点云z坐标值均值，设为B；从初步获得的钢卷端面塔形底部图像区截取点云z坐标值在[A-ε/4,A+ε/4]的区域，令该区域为精确定位的塔形顶部区；同样的，从初步获得的钢卷端面塔形底部图像区截取点云z坐标值在[B-ε/4,B+ε/4]的区域，令该区域为精确定位的塔形底部区。

7.根据权利要求1所述的一种基于3D点云的热轧钢卷端面塔形高度测量方法，其特征在于，所述的步骤5中，计算塔形高度具体为：将步骤4精确定位的塔形底部区和精确定位的塔形顶部区分别求各自点云数据的z坐标值的均值，二者均值差的绝对值即为塔形高度测量值，并且该值在给定误差范围内。