CN102884552B - 检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种检测和确定由连续输送机（2）输运的产品（P）的几何、尺度和位置特征的方法，所述产品特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品，所述产品以低于或等于最大输运速度（V）的输运速度向前运动，该方法包括由以下操作组成的步骤：‑至少通过与连续输送机的前进方向（F）交叉地放置并距其一距离的图像采集设备（3）采集（100）示出了所述连续输送机（2）运行所穿过的相同区域的至少第一相继图像系列，至少产品（P）停置在所述连续输送机上；‑在所述第一图像系列中识别（101）包括所述产品（P）的相对于所述前进方向（F）考虑的头端的初始图像；‑通过所述图像采集设备（3）以一采集频率采集（102）示出了沿着所述前进方向（F）向前运动的所述产品的至少第二相继图像系列，从而以所述最大输运速度（V）获得两个相继图像的部分交叠；‑在所述初始图像中和在示出了所述产品的所述第二相继图像系列的每个图像中选择（103）辨认区域（A）；‑估计（104）在所述初始图像中和在所述第二图像系列的每个图像中选择的所述辨认区域（A）在对其进行选择的图像与在对其进行选择的该图像之后的图像之间的位移矢量；‑在示出了所述产品（P）的所述第二相继图像系列的图像之中识别（105）含有所述产品的相对于所述前进方向（F）考虑的尾端的最终图像；‑根据计算和图像处理算法处理（106）所估计的位移矢量和/或所述产品（P）的所采集的图像，以至少获得所述产品的尺度、几何或位置特性数据。

Description

检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的 或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统

本发明涉及检测和确定由连续输送机输运的产品的几何、尺度（dimensional）和位置特征的方法和系统。

特别地，本发明涉及检测和确定借助于连续输送机在各个生产线的不同工作站之间转移的原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的、例如为钢坯、厚板、卷材、平板等类型的钢铁产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统。

在钢铁冶金学领域，各种产品甚至是例如厚板、钢坯、卷材等的大产品的生产线已经被做成是自动化的并且总是进一步自动化的目标。

沿着此类生产线，借助于例如为辊带或输送机带类型的连续输送机将产品从一个工作站转移到另一个工作站。

生产线的管理及其正确操作需要监控不同工作站之间的产品流并且“跟踪”所处理的每个产品。

特别地，有必要获知产品的不同尺度、几何和位置参数。

特别地，有必要能够确定某一产品相对于连续输送机的纵轴或相对于某一工作站的入口的位置，以便能够识别该产品的可能导致故障或危险状况的可能的失准、旋转或取向，并且以便能够启动适当的校正操作。

此外，有必要例如获知朝向某一工作站引导的产品的尺度和/或质量以及它们到达该站的时间，以便能够介入其管理并且能够优化其操作。

考虑由用于热处理的炉构成的站：获知产品的尺度、质量和到达时间使得有可能确定用于其处理所需要的热量并且随后调整炉的操作。

或者同样地有必要能够检测所处理的产品的形状和/或其表面外观，以便能够识别可能的制造缺陷。

特别参考钢铁冶金学领域，不同类型的系统是已知的，它们使得有可能检测尺度（长度、高度、宽度）并且有可能检测所处理的产品的重量：

-用于通过接触进行检测的离线或在线系统；

-离线光学-机械检测系统；

-通过光电池和编码器的在线检测系统；

-通过激光扫描的在线检测系统。

用于通过接触进行检测的离线系统或光学-机械类型的离线系统是由装配有用于测量产品的尺度的试探器或光学设备的设备和用于检测产品的重量的传感器构成的。

例如在KR2000-0019784中描述了一种离线光学-机械检测系统。

此类测量设备（也由于所处理的钢铁产品的尺度）具有相当大的体积和重量并且需要适当的安装面积。此外，它们具有复杂的结构，并且除了频繁且昂贵的维护操作，它们还需要执行离线操作。

接触测量系统也已经被在线应用。例如在JP-2004-283865中，一种用于通过接触进行检测的系统是已知的，其沿着用于切割连续铸造卷材的路线被插入，以便获得某一长度的厚板。

此类测量系统确实因为它们被直接应用到该路线（连续输送机）而导致结构的复杂化及路线自身的体积的增加。

具有光电池和编码器的在线检测系统基于使用紧邻辊子输送机类型的连续输送机放置的至少一个光电池来检测产品的起点和终点并且使用与输送机的辊子相关联的至少一个编码器。利用此类系统有可能至少检测产品的长度，除了出现相对于连续输送机的可能的滑动或失准的情况；因此，它们提供受到误差影响且不精确的测量。

为了避免此类问题并且降低测量误差，有必要采用具有光电池或传感器的复杂系统，其均沿着相反侧布置并且在连续输送机的平面的上方和下方，从而能够确定可能的滑动并且识别产品的可能的失准。

这种类型的系统例如描述在KR2004-0040562或JP02-26210中。

该最后的文献描述了一种使得有可能在线确定所处理的板坯的长度和宽度的系统，同样考虑了板坯相对于连续输送机的纵轴的可能的失准。

除了提供不是在任何情况下都很准确的测量值外，此类通过光电池和编码器的检测系统需要靠近连续输送机安装光电池和传感器复合布置，其中光电池和传感器被暴露于脏环境并且有相当大的损坏风险。因此这种系统频繁地需要昂贵的清洁和维护操作。

通过激光扫描的在线检测系统使得有可能例如通过使用两个飞行时间激光传感器来检测产品的长度和宽度。所获得的测量是由所发射的激光束与其反射部分之间的反符合信号的宽度给出的。

由于对产品的长度或宽度的扫描是以机械方式发生的，它需要时间，并且有时扫描的迟缓性使得不能突出产品的纵轴与沿着路线的前进方向之间的可能的失准。

也存在激光扫描系统，其在输送机静止并且因此产品静止时采样产品的单个点。

所执行的测量也受到与产品沿着路线的前进速度成比例的误差的影响。

最后，经常不可能找到一种激光器布置，其使得有可能扫描和测量能够沿着一个相同的路线输送的不同类型的产品，不管其长度和宽度如何。

这些缺点已经至少部分通过这样的检测系统来克服，其中整个产品在一个或多个面上被由一个或多个激光器发射的一个或多个辐射扇面照到，并且其中相机记录入射在产品上的辐射以获得然后进行处理的图像。JP11-291008中描述了这种系统的一个示例。

然而这种系统是昂贵的、大体积的且必须被安装在输送机路线上，这限制了对其进行介入以便例如进行维护操作的可能性。

最后，干涉测量激光系统是已知的，其利用Doppler效应考虑产品沿着路线的运动。然而这些最后的系统是非常昂贵的和复杂的，并因此具有有限的应用。

本发明的目的在于提供一种检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法，其使得有可能避免上述已知系统的缺点。

特别地，本发明的一个目的在于提供一种方法，该方法使得有可能在由连续输送机沿着生产线或加工线输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品沿着路线自身向前运动的同时检测该产品的尺度，该检测不管该产品相对于连续输送机的可能的滑动和/或加速度以及该产品自身的尺度而具有足够的精度。

本发明的另一目的在于提供一种方法，该方法使得有可能也检测产品相对于连续输送机的纵轴——即相对于沿着生产线或加工线的前进方向的位置和/或可能的失准。

本发明的另一目的在于提供一种方法，该方法使得有可能识别并辨认（recognize）沿着生产线或加工线向前运动的产品并且跟踪其沿着该路线的位置。

本发明的另一目的在于制作一种系统来检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征，其使得有可能利用具有低成本且容易获得的设备来实施此类方法。

根据本发明的这些目的是通过制作由独立权利要求概述的用于检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统来实现的。

在从属权利要求中可以预见到用于检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统的更多特性。

根据本发明的用于检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法和系统的特性和优点应该通过参考附图的以下描述而变得更清楚，这些描述仅作为示例给出而不用于限制的目的，在附图中：

图1是表示根据本发明的系统的图；

图2a和图2b示意性示出根据本发明的方法采集的第一图像系列的两个相继图像，其中的第二个被识别为产品的初始图像；

图3a和图3b示意性示出根据本发明的方法采集的第二图像系列的两个相继图像，其中的第一个被识别为产品的最终图像；

图4a、4b和4c示意性示出第二图像系列的两个相继图像，所述第二图像系列是根据本发明的方法和用于评定在其第一个中选择的辨认区域相对于第二个的位移矢量的方法而采集的；

图5至图8示意性示出根据本发明的系统的不同配置；

图9示意性示出用于监控在生产线或加工线的不同站之间由连续输送机输运的产品流的设备，其包括根据本发明的一系列系统；

图10是表示根据本发明的方法的流程图。

参考图1，用于检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的系统用参考数字1整体指示。

系统1能够被应用于沿着加工线或生产线的前进方向F输运产品P以便在路线自身的不同站之间转移它们的任何连续输送机2。

产品P以一速度沿着前进方向F行进，该速度甚至是未知的且非恒定的，但是在任何情况下都小于或等于最大输运速度。

在附图中，连续输送机2是辊子输送机类型；它也可以具有不同的结构，例如输送机带。

系统1包括由相机3组成的至少一个图像采集设备，其被放置为与前进方向F交叉并且处于距连续输送机2限定的距离处。

相机3与由聚光灯4组成的照明设备或例如与相机3步调一致的闪光灯或不可见光（UV或IR）发射器的另一设备相关联，其用光束照到产品P，以便确保必要的且足够的用于记录的照明水平，防止了延长的曝光时间不利地影响所记录的图像的质量。

在下面的描述中将变得更清楚的是，相机3可以被布置为使得其轴线在与前进方向F垂直且正交的平面上并且相对于竖向以角度α取向（0°≤α≤90°），只要在取景框（frame）内的产品P的面是针对与前进方向F交叉的整个宽度H记录的。

此外，系统1可以包括很多相机3，每个相机与相应的聚光灯4相关联，这些相机被布置为以相同或不同的相机角度对产品P的不同面取景（frame）。

特别参考图1，系统1包括相机3，该相机3被布置为使得其轴线相对于竖向具有90°的角度α。

相机3与处理单元5相关联，该处理单元包括软件工具，通过该软件工具处理相机已经记录的图像以便检测和识别产品P、能够跟踪其经过和/或确定产品P自身的至少一部分几何、尺度或位置数据特性。

为此目的，软件工具实施根据本发明的且在说明书中稍后描述的用于检测和确定由连续输送机输运的特别是原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品的产品的几何、尺度和位置特征的方法。

此外，处理单元5通过适当的接口连接到显示工具6和/或至少第二中央处理单元（未示出），从而提供所获得的数据进行进一步的处理，例如在有必要“跟踪”产品P沿着生产线的前进方向的情况下，介入连续输送机2的操作以便修改或校正产品P的前进方向或者介入沿着路线放置的工作站的操作。

此外，在优选实施例中，系统1还包括用于检测相机3与连续输送机2或位于其上的产品P之间的距离的设备，所述距离检测设备与同一处理单元5相关联。

此类距离检测设备可以由飞行时间类型的激光传感器7构成。

相机3和聚光灯4以及可能的激光传感器7都是已知类型的并且通常可以在市场上获得，并且，就其自身而言，它们并不形成本发明的目标，因此不进一步对它们进行描述。

实施根据本发明的方法的系统1的操作如下。

相对于连续输送机2放置在固定位置且在距其限定的距离处的相机3对连续输送机2运行所穿过的相同区域取景，产品P停置在该连续输送机上。

该区域的第一相继图像系列被采集（采集步骤100）。

当产品P穿越由相机3取景的区域时，在该第一图像系列的图像之中识别包括产品P的相对于前进方向F考虑的头端的初始图像。该步骤被指示为产品的起点或产品P的头端的识别步骤（步骤101）。直到已经识别了该初始图像为止，该系统继续采集第一图像系列的图像，即连续输送机2运行穿过的区域的图像。

从产品P的起点已经被识别的时刻起，即从初始图像的识别起，相机3采集至少第二相继图像系列，其示出产品P沿着前进方向F向前运动（图像采集步骤102）。

该采集以一频率发生，从而以最大可能输运速度V获得两个相继图像的部分交叠。

这一条件由以下公式表达：

V＊T＜(l/n)＊L

其中V实际上是产品P的最大可能输运速度，T是采集两个相继图像之间所经过的时间，L是每个图像沿着前进方向F考虑的长度，并且n≥2，从而两个相继图像交叠至少等于L/n的部分。优选地，n=2并且每个图像被视为由中平面分割成具有相等尺度的两个相继节段，这两个相继节段分别被相对于前进方向F指示为右段RD和左段RS。在下面的描述中，仅作为示例，前进方向F被视为从左到右。

从初始图像起并且针对所采集的第二图像系列的每个图像，即针对所采集的产品P的每个图像，系统1在其中选择辨认区域A或辨认图案（辨认区域（图案）的选择步骤103）。

就辨认区域或辨认图案而言，意在指示相对于产品的图像的剩余部分能够被识别并辨认的一部分图像。因此有必要的是，由相机3记录的产品P的面的表面纹理不是均匀的或重复的，或者，如果是重复的，则它必须具有这样的重复：彼此间的距离大于在两个相继图像中记录的产品的整体部分。

因此，根据本发明的方法能够被应用于满足这一条件的所有那些产品。

一旦选择了产品P的图像中的辨认区域或图案A，系统就估计该辨认区域或图案A在对其进行选择的产品P的图像与在对其进行选择的该图像之后的图像之间的位移矢量（步骤104）。

这继续发生，直到如下情况为止：在第二图像系列的图像之间，即在所采集的示出了产品P的图像之间，识别了最终图像，即含有产品P的相对于前进方向F考虑的尾端的图像（产品的产品末端或尾端识别步骤105）。

系统1最后根据计算和图像处理算法来处理所估计的位移矢量和/或所采集的产品P的图像，从而至少获得产品P的尺度、几何或位置数据特征（处理步骤106）。

该处理步骤106特别地包括基于所估计的位移矢量对产品P的整体长度LP的计算步骤（步骤160）以及基于所估计的位移矢量对包括在初始图像与最终图像之间且包括这二者的产品P的图像的联接步骤，以便形成识别产品P的唯一图像，或更准确的说是由相机3记录的产品P的面（步骤161）。

系统1还包括由以下操作组成的步骤：估计产品P的头端相对于在初始图像（所选择的第一图案-步骤107）中以及在属于示出了产品P的第二相继图像系列的每个图像直到其最终图像中选择的辨认区域或图案A的距离（跟踪步骤171）。

这使得有可能在产品P沿着前进方向F行进时获得并保持跟踪产品P的头端的位置。

为了获得产品P的完整图片，系统1还预见到估计产品P的尾端相对于在最终图像之前的产品图像中选择的辨认区域的距离的步骤（步骤108）。

为了以计量单位处理位移矢量以便计算产品P的尺度、几何或位置参数，针对所采集的产品P的每个图像，包括初始图像及其最终图像，系统1还包括由以下操作组成的步骤：获取位置和/或尺度基准参数并使其与该图像相关联，在此基础上系统处理这些图像和/或与其相关的位移矢量。在优选实施例中，使相机3和在其中记录的产品P的部分之间的距离D与所采集的产品P的每个图像相关联（产品与相机之间的距离的获取步骤109）。

然后，使如此获取的且与产品的每个图像相关联的距离值D与和该图像关联的位移矢量的估计值相关，从而能够以计量单位估计该值（相关步骤119）。

在优选实施例中，系统1还包括由以下操作组成的步骤：使在绝对时间基准参数（参照相机3）与相对时间基准参数（参照连续输送机）之间选择的至少一个时间基准参数与初始图像以及所采集的产品的每个图像相关联。然后，基于该时间参数，对位移矢量、头端距当前图像的距离以及产品的尾端距其先前图像的距离进行处理以确定产品自身的运动规律，从而能够例如检查相对于连续输送机2的可能的滑动或加速度。

应该理解的是，可以相继地与图像自身的采集实时地执行前述步骤。

但是，并不排除首先采集图像且然后在相对于其采集被延迟的时刻进行处理。

此后，上述步骤中的一些被更详细地描述。

如上所述，当产品P没有穿越由相机3取景的区域时，该相机采集该区域的相继图像系列，其被存储（第一图像系列-采集步骤100）。

在这些图像中，系统1识别两个控制部分，这两个控制部分是基于系统的操作场所的环境特性选择的，并且通常是在右段RD中的部分C1和在左段RS中的部分C2，其中右和左参照前进方向F。系统1创建并更新这些控制部分C1和C2的图像的参数的相应估计函数，通常为直方图函数。

这些控制部分C1和C2被用于识别产品P的初始图像和最终图像（步骤101和105）。

图2a和图2b示意性示出初始图像的识别步骤（步骤101）。

在所描述的实施例中，控制部分C1处于图像的右段RD中，因为直到产品P的头端仅占据左段RS，其前面也是可见的。当头端占据控制部分C1时，与其相关联的参数的控制函数（直方图）经历实质的变化。基于该变换，系统1识别产品P的初始图像。

以完全类似的方式，如图3a和3b所示进行产品的最终图像的识别。在此情况下，控制部分C2处于左段RS中，以避免也记录产品的后侧，这是当其尾端仅占据图像的右段RD时发生的情况。在此情况下，当不存在产品P时，与控制部分C2相关联的参数的控制函数（直方图）返回到与初始采集的（采集步骤100）类似，当此情况发生时，系统1辨认产品的尾端并因此识别其最终图像。

在替代实施例中，产品P的头端和尾端可以由相对于相机3适当布置的光电池类型的传感器来检测。在此情况下，所采集的第一图像系列可以由与产品P的初始图像相符合的单个图像组成。

也有可能预见到组合前述两者的系统。

在所采集的产品P的每个图像（包括其初始图像）中选择辨认区域或图案A的步骤（步骤103）包括在该图像的左段RS中或在图像的另一适当部分中识别具有相对于图像的剩余部分能够被识别和辨认的外观的区域或部分。

为了使得该选择是可能的，有必要使所采集的产品P的图像具有足够的清晰度水平。

在优选实施例中，为了获得良好的清晰度水平，有必要使得产品P在相机3的敏感元件（例如CCD电荷耦合器件）的最大曝光时间（t）期间的位移小于像素的等价物，即需要满足以下条件：

t＜(d＊D)/(V＊f)

其中t是敏感元件的最大曝光时间，d是像素的尺寸，f是透镜的焦距，D是相机3与产品P之间的距离，V是产品P的最大前进速度，并且D>>f。

例如，对于像素d=15μm和焦距f＝50mm并且放置为与以速度V=0.5m/s向前运动的产品P相距D=2m的数字相机，获得最大曝光时间t=1.2毫秒。

当然，不同的选择是可能的。

有用地，通过处理单元5以连续方式调整连接到相机3的光学元件的聚焦，从而在所采集的图像中获得更多细节。

一旦在初始图像的左段RS中选择了辨认区域或图案A，系统就计算（步骤107）头端与如此选择的辨认区域或图案A（所选择的第一图案）的重心之间的距离。针对所采集的产品的每个相继图像进行的该距离的估计及其跟踪（步骤171）使得有可能保持跟踪产品P的头端。

从初始图像起并且针对每个相继图像直到最终图像，所选择的辨认区域或图案A的位移矢量（步骤104）被估计。

该估计步骤（步骤104）包括在考虑从左到右的前进方向F时由以下操作组成的步骤：

-在产品的图像（Im）的后续图像（特别是在紧随其后的产品图像（Im+1）的右段RD）中，搜索在产品的图像（Im）中选择（特别是在该图像（Im）的左段RS中选择（图4a））的辨认区域或图案A（步骤140）,

-如果搜索到，即系统已经在图像（Im+1）的右段RD中跟踪到在先前图像（Im）中选择的辨认区域或图案A，则计算在选择辨认区域或图案A的图像（Im）中与在该图像的后续图像（Im+1）中的辨认区域或图案A的重心位置之间的距离的值（图4c），并且将如此计算的距离的值认为是位移矢量（步骤141）。

如果未搜索到，则在相继图像（Im+2）上执行搜索，并且，如果这一搜索也未搜索到，则系统在源图像（Im）中选择不同的辨认区域或图案并且重复相对于所选择的该不同的辨认区域或图案的搜索步骤。

在重复的搜索步骤也未搜索到的情况下，则计算先前估计的位移矢量的平均值以把其当作当前位移矢量（步骤142）。

该最后估计可以稍后被改进，即一旦所有图像已经被采集并且相对位移矢量已经被计算，则考虑在对应性搜索是否定的图像之前和之后的图像的位移矢量的平均值。

基于如此估计的位移矢量，产品P的头端的距离（步骤171）被更新。

然后系统1继续在图像（Im+1）的左段RS中选择新的辨认区域或图案并且重复上述步骤。

系统1估计位移矢量和头端的位置的像素值；为了将它们转换成计量单位，有必要使如此估计的值与例如相机3与产品P之间的距离的尺度基准参数相关（步骤119）。

为此目的，如上所述，系统1准备好获取距离D的值并使其与产品P的每个图像相关联，其中该距离D为相机3与在该图像中记录的产品P的部分之间的距离（步骤109）。

根据距离D是否预先已知或者其沿着产品P的整个纵向发展是否恒定，该步骤可以包括不同的步骤。

如果相机3与产品P之间的距离D在包括在头端与尾端之间的整体纵向发展中是恒定的并具有已知值，则将该已知值与每个图像相关联。

如果相机3与产品P之间的距离D在包括在头端与尾端之间的整体发展中是未知的或不恒定的，则可以启动不同的替代方案：

-针对由相机3记录的产品P的每个部分，通过由例如飞行时间激光传感器7构成的距离检测器获取距离D的值，并且使所获取的值与产品的相关图像相关联，或者

-针对产品的初始图像并且针对每个相继图像，根据已知并记录在产品自身的图像中的尺度基准参数或元件推断距离D的值，并且使所推断出的值与相关图像相关联。

作为用于根据其推断距离D的基准参数，如果产品P的高度H是已知的并且沿着产品P的整个纵向发展是恒定的，则可以使用产品P的高度H。

如果高度H也是未知的或不恒定的，则有可能在产品的头端和尾端附近应用具有已知尺寸的标签类型的相应基准元件，并且针对产品的每个图像，根据分别在产品的初始图像和最终图像中记录的这两个基准标签的图像推断距离D的值。使用这两个已知基准标签使得有可能也检测产品P相对于连续输送机2的纵轴的可能的倾斜。

作为替代，有可能引导相机3以在每个图像中记录连续输送机2的已知部分，并且针对产品的每个图像，根据在其中记录的连续输送机2的已知部分推断距离D的值。

本领域技术人员能够容易地理解的是，所采集的产品P的图像以及从它们收集的数据（产品的长度、产品的头端的位置、产品与相机之间的距离等）可以被进一步处理以找到产品P的进一步几何、尺度或位置数据特征。

例如，通过使产品P的图像与相对或绝对时间基准参数相关，有可能找到产品P的运动规律并且验证相对于连续输送机2的可能的滑动或加速度，从而能够可能地介入后者的操作。

根据所采集的图像，通过将相机3布置为相对于水平面倾斜非零角度以便记录连续输送机的一部分，有可能找到关于产品P的纵轴相对于连续输送机2的交叉方向的位置的数据或者其可能的倾斜的数据，正如关于由相机记录的面的表面形状轮廓的数据，以便检测例如凹形或凸形。这些最后的数据可以被用于介入生产线，以例如校正沿着路线放置的工作站的入口中的产品P的位置。

这同样适用于如下情况：针对产品P的每个图像，还例如通过激光传感器7获取相机3与在其中记录的产品P的部分之间的距离D。

如前所述，系统1可以包括若干相机3，以便将上述步骤应用于由每个相机采集的图像。在此情况下，有可能对由被布置为对产品P的不同面进行取景的两个或更多个相机3采集的图像进行合成，从而获得整个产品P的整体立体图像。

在图5－8中示出了系统1的不同实施例。在图5中，系统1包括单个相机3，其以相对于含有连续输送机2的水平面为非零的角度α放置，在此情况下，连续输送机2被记录在每个图像中的部分可以被用作获取相机3与产品P之间的距离的基准，而不必提供距离检测器。

在图6中，系统1被示出为包括两个相机3，其被布置为使其轴线相对于竖向处于90°，并且布置为在连续输送机2的相对侧彼此对准，从而对产品P的两个相对面进行取景。

图7示出包括单个相机3的系统1，该相机被放置为使其轴线在竖向，从而对产品P的顶面进行取景，以能够容易地检测其相对于连续输送机2的纵轴的可能的失准。

图8示出系统1，其包括相对于彼此以90°角放置的三个相机3。

最后，图9示出包括一系列系统1的设备200，这些系统被沿着产品P的生产线或加工线应用于不同的位置，在该生产线或加工线中，连续输送机2在不同的工作站300之间转移产品P。在此情况下，系统1可以被连接到中央控制单元10，该中央控制单元监视路线自身的管理。因此有可能在产品P经过的不同地点识别并辨认产品P，保持跟踪其沿着路线的向前运动，在每个地点确定它已经呈现的位置等。

通过所进行的描述和附图，本发明的方法和系统目标的特性是清楚的，正如相关优点也是清楚的。

特别地，根据本发明的系统和方法使得有可能在任何产品P沿着由连续输送机限定的前进方向行进时，特别是其沿着生产线行进时，确定该产品的尺度、几何和位置数据。

根据本发明的系统和方法能够被应用的唯一条件是产品P必须具有表面纹理，该表面纹理是不均匀的或不重复的，或者，如果它是重复的，则它具有这样的重复：彼此间的距离大于在两个相继图像中记录的产品的整体部分。

因此，根据本发明的系统和方法能够被特别应用于厚板、钢坯、卷材等类型的原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品，并且一般地应用于满足上述条件的所有产品，例如由大理石或木材制成的产品。

特别地，根据本发明的系统和方法使得有可能确定尺度数据，尤其是在产品沿着生产线或加工线行进时确定产品的整体长度，这是通过在不管产品自身相对于其所停置于其上的连续输送机的可能的滑动或加速度且不管产品自身的尺度的情况下提供精确测量来进行的。

根据本发明的系统和方法也使得有可能沿着生产线识别和辨认产品、保持跟踪其位置并且检测其相对于连续输送机的纵轴的可能的失准，从而能够提供有益于对连续输送机和/或由其连接的工作站的操作做出适当介入的数据，以便例如使产品相对于工作站的入口对准。

此外，这些目的通过系统来实现，该系统使用已知的设备、容易建立并具有低成本，并且能够被应用于现有生产线而不必执行特别的安装介入。

此外，根据本发明的系统被放置在连续输送机的旁边并且距连续输送机一距离，留该距离是为了实际上自由地获得任何介入。

如此构思的系统和方法能够进行多种修改和变化，所有这些都被本发明所覆盖；此外，所有细节能够被技术上等效的元素替换。实际上，根据技术需求，所用的材料以及尺寸可以是任意的。

Claims (24)

1.一种检测和确定由连续输送机输运的产品的几何、尺度和位置特征的方法，该方法包括以下步骤：

-通过与连续输送机的前进方向交叉地放置并距其一距离的图像采集设备获取示出了所述连续输送机运行所穿过的相同区域的、具有至少二维的至少第一相继图像系列，至少产品停置在所述连续输送机上；

-在所述第一相继图像系列中识别包括所述产品的相对于所述前进方向考虑的头端的初始图像；

-通过所述图像采集设备以一采集频率获取示出了沿着所述前进方向向前运动的所述产品的、具有至少二维的至少第二相继图像系列，从而以前进速度获得所述第二相继图像系列的两个相继图像的部分交叠；

-选择在所述初始图像中和在所述第二相继图像系列的每个图像中出现的辨认区域；

-估计在在对其进行选择的图像与在对其进行选择的该图像之后的图像之间的选择的辨认区域的位移矢量；

-在所述第二相继图像系列的图像之中识别含有所述产品的相对于所述前进方向考虑的尾端的最终图像；

-根据第一和第二相继图像系列以及估计的位移矢量中的至少一个，至少获得所述产品在所述前进方向上的长度。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：根据所估计的位移矢量，联接包括在所述初始图像与所述最终图像之间并包括这二者的所述产品的图像，以形成识别所述产品的唯一图像。

3.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：通过估计所述头端与在所述初始图像中和在所述第二相继图像系列的每个图像中选择的所述辨认区域之间的距离，来跟踪所述头端的位置。

4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：估计所述产品的尾端与在所述最终图像之前的所述产品的图像中选择的所述辨认区域之间的距离。

5.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：获取至少一个位置和/或至少一个尺度基准参数并使其与所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像相关联，并在此基础上处理所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像和/或与所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像相关的位移矢量。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述尺度基准参数包括所述图像采集设备与在对应图像中记录的所述产品的部分之间的距离。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，获取至少一个尺度基准参数并使其与所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像相关联的所述步骤包括以下步骤：

-在所述图像采集设备与所述产品之间的距离在包括在所述头端和所述尾端之间的所述产品的整体发展中是恒定的并具有已知值的情况下，使所述已知值与所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像相关联，

-在所述图像采集设备与所述产品之间的距离在包括在所述头端和所述尾端之间的所述产品的整体发展中是未知的或不恒定的情况下，则

-针对由所述图像采集设备记录的所述产品的每个部分，通过距离检测器获取所述距离的值并且使所获取的值与所述产品的相关图像相关联，或者

-针对所述初始图像并针对所述第二相继图像系列的每个图像，根据已知并记录在所述产品的图像中的参数或尺度基准元件推断所述距离的值并且使所推断出的值与相关图像相关联。

8.根据权利要求7所述的方法，还包括以下步骤：

-至少使在绝对时间基准参数和相对于所述连续输送机的时间基准参数之间选择的时间基准参数与所述初始图像和所述第二相继图像系列的每个图像相关联，

-基于选择的时间基准参数处理所述位移矢量和所述距离，以确定所述产品的运动规律。

9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述位移矢量的所述估计包括以下步骤：

-在跟在产品的图像Im后的后续图像Im+1中，搜索在产品的图像Im中选择的辨认区域，

-如果搜索到，则计算在选择辨认区域的图像Im中与在该图像的后续图像Im+1中的辨认区域的重心位置之间的距离的值，并且将如此计算的距离的值认为是位移矢量，

-如果未搜索到，则在相继图像Im+2上执行搜索，并且，如果这一搜索也未搜索到，则在产品的图像Im中选择不同的辨认区域并且重复相对于所选择的该不同的辨认区域的搜索步骤，并且

-在重复的搜索步骤也未搜索到的情况下，则计算先前估计的位移矢量的平均值以把其当作当前位移矢量。

10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述初始图像和所述最终图像的所述识别步骤包括以下步骤：检测在示出了所述连续输送机运行穿过的区域的所述第一相继图像系列的图像中选择的相应基准部分的参数的控制函数的变化。

11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述各步骤与所述第一相继图像系列和所述第二相继图像系列的所述相继图像的获取是实时发生的。

12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像采集设备被放置为使得其轴线在与所述前进方向垂直且正交的平面上并且相对于竖向以角度α取向，0°≤α≤90°。

13.根据权利要求12所述的方法，其被应用于来自所述图像采集设备中的至少两个图像采集设备的所获取的图像，其中，所述至少两个图像采集设备被布置为使得它们的轴线根据不同的角度α取向以便记录所述产品的相邻或相对的至少两个面。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括以下步骤：联接由所述至少两个图像采集设备获取的所述产品的图像成为所述产品的立体图像。

15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述图像采集设备是由相机组成的。

16.根据权利要求1所述的方法，其应用于原始的、大致成形的、粗糙的或半成品的钢铁产品。

17.一种检测和确定由连续输送机输运的产品的几何、尺度和位置特征的系统，所述系统至少包括图像采集设备，所述图像采集设备与连续输送机的前进方向交叉地放置并距所述连续输送机限定的距离，其中所述图像采集设备与能够实施根据权利要求1所述的方法的处理单元相关联。

18.根据权利要求17所述的系统，还包括照明设备，所述照明设备发光以照亮所述产品，所述图像采集设备以一采集频率获取图像。

19.根据权利要求17所述的系统，还至少包括检测所述图像采集设备与所述连续输送机或位于其上的产品之间的距离的设备，其中，所述检测所述图像采集设备与所述连续输送机或位于其上的产品之间的距离的设备与所述处理单元相关联。

20.根据权利要求17所述的系统，其中，所述图像采集设备被放置为使得其轴线处于与所述前进方向垂直且正交的平面上并且与竖向相比以角度α取向，0°≤α≤90°。

21.根据权利要求20所述的系统，包括至少两个所述图像采集设备，其被放置为使得它们的轴线根据不同的角度取向以便记录所述产品的相邻或相对的至少两个面。

22.根据权利要求17所述的系统，包括与所述处理单元接口的显示器。

23.根据权利要求17所述的系统，其中，所述图像采集设备包括相机。

24.一种用于监控由连续输送机在生产线或加工线的不同站之间输运的产品流的设备，其包括两个或更多个根据权利要求17所述的系统，两个或更多个系统沿着所述连续输送机放置并且所述两个或更多个系统的处理单元与中央处理单元接口。