CN101497179A - 基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置 - Google Patents

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武利生
权龙�
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Abstract

本发明涉及一种基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，它包括云台控制器1、控制电缆2、云台3、摄像机4、图像传输电缆5、显示器6、计算机7、砂轮罩8、标志块9和砂轮10；摄像机4安装在云台3上，云台控制器1通过控制电缆2与云台3连接，摄像机4对准标志块9及要检测直径的砂轮10，砂轮10上设置有砂轮罩8，标志块9设置在砂轮罩8上，摄像机4通过图像传输电缆5与计算机7连接，显示器6设置在计算机7上。本发明采用机器视觉检测砂轮直径，具有检测快速、精度高、工作可靠、不受钢坯修磨机结构形式限制等优点，可代替现有砂轮直径检测方式，便于推广应用。

Description

基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置
技术领域
本发明属于一种钢坯修磨机的部件，具体涉及一种基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置。
背景技术
钢坯修磨机是钢材生产中利用砂轮磨削去除钢坯表面缺陷的一类专用机床。为保证工作效率和修磨质量要求钢坯修磨机在修磨过程中砂轮的线速度保持恒定，由于修磨过程中砂轮直径不断减小，为了恒线速磨削，需要调整砂轮转速来实现，而转速的大小取决于砂轮直径，因此砂轮直径检测是实现钢坯修磨机恒线速修磨的关键技术之一。目前检测砂轮直径的方法有：①人工手动检测，此方法效率低、检测精度不宜保证、操作人员需接近砂轮操作，存在安全问题；②利用超声波距离传感器检测，此方法需要修改磨头结构，由于磨头振动及传感器工作环境恶劣的原因，传感器寿命短，系统可靠性差；③利用转角传感器间接检测，此方法需要另外安装检测台或光电设备通过检测砂轮臂的转角来间接检测砂轮直径，机构复杂且不适用于砂轮臂臂长变化的情况。目前在钢坯修磨机中尚没有一种满意的砂轮直径检测方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种检测快速、精度高、工作可靠、不受钢坯修磨机结构形式限制的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置。
本发明的技术方案：一种基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，它包括云台控制器1、控制电缆2、云台3、摄像机4、图像传输电缆5、显示器6、计算机7、砂轮罩8、标志块9和砂轮10；摄像机4安装在云台3上，云台控制器1通过控制电缆2与云台3连接，摄像机4对准标志块9、砂轮10，砂轮10上设置有砂轮罩8，标志块9设置在砂轮罩8上，摄像机4通过图像传输电缆5与计算机7连接，显示器6设置在计算机7上；摄像机4与砂轮10的相对位置不固定；计算机7为通用计算机或专用的数字图像处理器中的任意一种；标志块9是专门设置的或用已有的与砂轮旋转中心点没有相对运动的构件代替；砂轮直径检测结果可以通过显示器显示输出或通过打印机、计算机的各种通讯口或专用输出板卡输出；采集的砂轮图像可以通过图像传输电缆5传送，或用无线的方式传送。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明采用机器视觉检测砂轮直径，同现有技术相比具有检测快速、精度高、工作可靠、不受钢坯修磨机结构形式限制等优点，可代替现有砂轮直径检测方式，便于推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
实施例1
如图1所示，一种基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，它包括云台控制器1、控制电缆2、云台3、摄像机4、图像传输电缆5、显示器6、计算机7、砂轮罩8、标志块9、砂轮10；摄像机4安装在云台3上，云台控制器1通过控制电缆2与云台3连接，摄像机4对准标志块9及要检测直径的砂轮10，砂轮10上设置有砂轮罩8，标志块9设置在砂轮罩8上，摄像机4通过图像传输电缆5与计算机7连接，显示器6设置在计算机7上。
摄像机4采集的图像通过图像传输电缆5传送到计算机7中并运行专用检测程序计算出砂轮直径，所采用的检测方法其步骤为：
第一步，确定图像坐标系与世界坐标系间的投影变换关系。具体方案是：提取标志块9中特征点在图像坐标系中的坐标与已知的相应特征点在世界坐标系中坐标对应，组成一含投影变换系数的方程组，解这一方程组确定投影变换关系。
第二步，确定砂轮边缘点。具体方案是：用边缘检测算法先对图像进行边缘检测再利用与标志块或砂轮罩的相对位置关系提取出属于砂轮的边缘点。
第三步，计算砂轮直径。具体方案是：先利用上述求解得到投影变换关系求出砂轮边缘点在世界坐标系中的坐标，再用最小二乘法求解出砂轮直径。
检测结果由显示器4显示输出。
实施例2
与实施例1基本相同，取消了实施例1中的标志块9，标志块9的作用由砂轮罩8代替，为此需要预先知道砂轮罩8的形状及尺寸大小；在计算砂轮直径的第一步中，提取砂轮罩8的特征点在图像坐标系中的坐标与已知的相应特征点在世界坐标系中坐标对应，组成一含投影变换系数的方程组，解这一方程组确定投影变换关系；其余步骤与实施例1中相同。

Claims (6)

1、一种基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，它包括云台控制器(1)、控制电缆(2)、云台(3)、摄像机(4)、图像传输电缆(5)、显示器(6)、计算机(7)、砂轮罩(8)、标志块(9)和砂轮(10)，其特征是：摄像机(4)安装在云台(3)上，云台控制器(1)通过控制电缆(2)与云台(3)连接，摄像机(4)对准标志块(9)、砂轮(10)，砂轮(10)上设置有砂轮罩(8)，标志块(9)设置在砂轮罩(8)上，摄像机(4)通过图像传输电缆(5)与计算机(7)连接，显示器(6)设置在计算机(7)上。
2、根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，其特征是：摄像机(4)与砂轮(10)的相对位置不固定。
3、根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，其特征是：计算机(7)为通用计算机或专用的数字图像处理器的任意一种。
4、根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，其特征是：标志块(9)是专门设置的或用已有的与砂轮旋转中心点没有相对运动的构件代替。
5、根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，其特征是：砂轮直径检测结果可以通过显示器显示输出或通过打印机、计算机的各种通讯口或专用输出板卡输出。
6、根据权利要求1所述的基于机器视觉的钢坯修磨机砂轮直径检测装置，其特征是：采集的砂轮图像可以通过图像传输电缆(5)传送或用无线的方式传送。
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