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在钢板的生产过程中,板面有可能会出现缺陷,针对如何在这种情况下对钢板进行规划和剪切使得钢板的成品量最大,安阳钢铁公司提出了钢板在线优化剪切的设想。其基本工作流程为:检查缺陷-标记缺陷-测量缺陷的长度-计算钢板的有用长度-对有用的钢板部分进行规划-剪切成子板。由此可见,对于钢板和缺陷长度的在线精确测量是这一流程中极为关键的一个步骤,有了它的数据支持,才可能使得优化剪切得以实现。近年来,图像测量技术在国内外发展很快,已广泛应用到几何量的尺寸测量,精密复杂零件的微尺寸测量和外观检测,航空遥感测量等多个方面,越来越受到各国研究人员的重视。本文在分析了现有的一些测量方法的优点及不足后,选择图像测量作为测量系统基本理论。
根据测量系统的性能要求和特点,我们将CCD作为图像传感器,结合成像镜头、图像采集卡等组成图像采集部分,利用计算机作为图像处理和计算部分,从而组成自动图像测量系统的硬件部分。软件部分包括现场标定、图像采集和处理、钢板尺寸测量三大模块算法。我们在对现场进行反复观察后,确定了CCD的拍摄位置,对50m的视场进行了标定,并且采用了一种新的适应特定现场的小区域坐标转换标定算法,然后对图像进行在线采集和处理,融合标定算法,计算出了视场范围内一系列钢板的总长、缺陷长度以及去除缺陷后的长度,精度可达10cm以内,为后续的优化剪切算法提供数据支持。系统主要包括图像的采集、图像的预处理、现场标定模块、图像识别模块和计算模块等几个部分,采用数字图像处理算法,用VC++6.0编程实现。
实验表明,针对从下冷床到横剪这一特定场景,本系统能够准确地识别出钢板并且计算出钢板的总长、缺陷长度以及去除缺陷后的长度。即使由于现场状况以及设备的种种限制,本文的精度仍可控制在10cm以内。本课题的完成实现了钢板长度和缺陷长度的在线自动测量,并且保证了精度,能够为后续的优化剪切提供精确的数据支持。