CN105171115A - 基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法，所述控制系统包括控制器、飞剪、摄像头、轧机和位于所述轧机的辊道上的轧件，在飞剪和轧机之间设置摄像头，摄像头在垂直于辊道的上方；控制器接收来自摄像头的信息；控制器控制和触发飞剪的运动；飞剪位于摄像头的影像范围内；飞剪到辊道的中心线与摄像头的影像的中心线对齐；飞剪的剪刃中心线的颜色与周围背景颜色不同。本发明通过使用工业高速摄像头准确测量轧件所在位置并触发飞剪启动，不仅避免了现有技术中存在的误差只能依靠反复测试修正系数进行补偿的方法的繁琐和无规律性。还提高了控制精度，也可以自动适应任何规格、任何轧件速度的钢种，无需进行参数测试和修改。

Description

基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及轧钢飞剪自动控制领域，尤其涉及一种基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法。

背景技术

轧钢飞剪的作用是在轧机运转不停止的情况下，实现对于轧钢的连续定尺剪切或者事故碎断剪切。

现有技术中采用的轧钢飞剪控制系统，通过测量两个光电管之间的距离和轧件依次经过两个光电管的时间，对离开末机架的轧件进行测速，依据测得的轧件速度，计算飞剪从启动到到达剪切点这段时间内轧件所走过的距离。在根据预定的需要剪切的轧件长度和上述计算出的走过的距离，计算出飞剪启动的延时时间。然后当轧件头部或尾部离开光电管后通过计算得出的延时时间延时启动飞剪，进行剪切。

但是在实际操作中，由于轧件在运动过程中受到上游轧机的推力、下游轧机的拉力、飞剪和轧机间辊道或支架的摩擦力的影响，以及PLC(可编程逻辑控制器)响应时间的滞后性、传感器信号触发的滞后性、机械传动设备的启动时间滞后性以及两个光电管距离的误差等因素，影响了飞剪控制系统的精度。而且，现有技术中仅仅测量的是平均速度而无法准确判定在计算得到的延时后轧件的实际位置是否为真实位置。

因此，飞剪控制系统的精度误差造成剪切不准确，使得轧钢材料浪费，降低生产效率。

为了补偿上述精度误差，可以通过使用修正系数对误差进行修正。这就需要每种规格的轧件在第一次轧制时，反复测试修正系数，并将测试好的修正系数保存到不同规格的轧件对应的轧制表中，每次更换轧件规格时，飞剪控制系统根据轧制表修改之前测试好的修正系数。但是，这样增加了控制系统的繁琐度和人力成本。

发明内容

针对上述现有技术的缺陷，本发明提供一种基于机器视觉的飞剪控制系统及其控制方法。

本发明所述的一种基于机器视觉的飞剪控制系统包括控制器、飞剪、摄像头、轧机和位于所述轧机的辊道上的轧件，在所述飞剪和所述轧机之间设置所述摄像头，所述摄像头在垂直于所述辊道的上方；所述控制器接收来自所述摄像头的信息；所述控制器控制和触发所述飞剪的运动；所述飞剪位于所述摄像头的影像范围内；所述飞剪到所述辊道的中心线与所述摄像头的影像的中心线对齐；所述飞剪的剪刃中心线的颜色与周围背景颜色不同。

上述方案中优选的是，所述飞剪的前面部分位于所述摄像头的影像中，所述飞剪的后面部分不位于所述摄像头的影像中。

上述方案中优选的是，所述剪刃中心线是沿着所述飞剪的上下两个剪刃的对齐点延伸出的飞剪几何线。

上述方案中优选的是，所述摄像头为工业超高速摄像头。

上述方案中优选的是，在所述飞剪前方，在剪切提前量的范围内的所述辊道上方敞开无盖板。

上述方案中优选的是，所述系统还包括防护网，所述防护网的高度与所述摄像头的高度相同。

上述方案中优选的是，所述摄像头设置有保护罩。

上述方案中优选的是，所述系统设置多个摄像头，所述多个摄像头等距离间隔排放，每两个相邻的所述摄像头的影像之间有交叉的范围。

上述方案中优选的是，所述控制器通过工业控制计算机进行控制。

本发明还提供一种飞剪控制系统的飞剪控制方法，所述方法包括如下步骤：

a)所述摄像头检测所述飞剪的位置；

b)所述控制器计算所述摄像头的影像对应的实际距离；

c)所述控制器计算所述摄像头的影像的单位像素点对应的实际距离范围；

d)所述控制器计算所述飞剪从接收剪切命令到到达剪切位置所花费的时间，标记为T1；

e)所述控制器计算从测算影像采集到得出结果的时间，标记为T2；

f)所述控制器计算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3；

g)所述控制器计算所述摄像头的拍摄滞后时间，标记为T4；

h)所述飞剪加速传动延迟响应时间，标记为T5；

i)所述控制器计算总滞后时间标记为T，T＝(T1+T2+T3+T4+T5)；

j)所述控制器计算所述轧件的运动速度，标记为V；

k)将所述飞剪的切头距离标记为D2，当所述轧件的头部与所述飞剪剪刃两者之间的距离为D2-T*V时，所述控制器启动所述飞剪；

l)将所述飞剪的切尾距离标记为D3，当所述轧件的尾部与所述飞剪剪刃两者之间的距离为D3+T*V时，所述控制器启动所述飞剪，飞剪启动位置D。

上述方案中优选的是，在步骤j)中，当轧件出现在所述摄像头的影像内，通过所述轧件经过所述影像内的两点之间的时间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述运动速度V。

上述方案中优选的是，当所述摄像头的像素点的色彩值与所述轧件的颜色色彩值匹配时，则认为所述轧件出现在所述摄像头的影像内。

上述方案中优选的是，在所述摄像头的影像范围内，当在所述横向方向至少两列像素点、所述纵向方向至少八个像素点的矩阵的色彩值发生变化时，则判定所述两个色彩值的匹配。

上述方案中优选的是，还可以通过计算在所述总滞后时间T内所述轧件行走的距离D1来启动所述飞剪，将所述飞剪启动位置标记为D。

上述方案中优选的是，如果所述轧机与所述飞剪之间的距离足够所述轧件以所述速度V的情况下经过所述T时间而不会到达所述飞剪启动位置D时，在从时间0到T之间，当每次所述轧件到来时所述控制器测算所述摄像头的影像内所述轧件所走过的距离D1。

上述方案中优选的是，如果所述轧件以所述速度V的情况下经过所述T时间就已经到达或经过所述飞剪启动位置D时，通过计算所述轧件经过所述影像内的两点之间的时间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述轧件的平均速度，然后根据所述轧件的所述平均速度计算出在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1。

上述方案中优选的是，所述飞剪的切头长度标记为Dh，所述飞剪启动位置D等于所述飞剪的切头长度Dh减去在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1，即D＝Dh-D1，当所述控制器检测到所述轧件的头部到达所述D位置时，启动所述飞剪。

上述方案中优选的是，所述飞剪的切尾长度标记为Dt，所述飞剪启动位置D等于在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1加上所述飞剪的切尾长度Dt，即D＝Dt+D1，当所述控制器检测到所述轧件的尾部到达所述D位置时，启动所述飞剪。

上述方案中优选的是，所述摄像头的影像分为工艺设备区域和飞剪启动监控区域，当所述摄像头的影像内没有所述轧件出现时，对所述工艺设备区域的像素矩阵进行扫描，当所述轧件的头部进入所述飞剪启动监控区域时，为了减少所述控制器的处理时间，仅对所述飞剪启动监控区域内的像素矩阵进行扫描处理。

上述方案中优选的是，为了减少所述控制器的处理时间，也可以将所述D位置转换为对应的像素坐标位置，当所述轧件头部进入所述工艺设备监控区域后，只需比较所述飞剪启动点对应的像素坐标位置和所述轧件头部或尾部对应的像素坐标位置是否达到所述D对应的像素坐标位置。

上述方案中优选的是，所述飞剪启动监控区域为：宽度(所述纵向方向)至少为所述轧件直径的1.2倍，长度(所述横向方向)使得所述轧件至少经过0.5秒才能走完所述飞剪启动监控区域。

本发明所述的控制系统及其方法通过使用工业高速摄像头准确测量轧件所在位置并触发飞剪启动，不仅避免了现有技术中存在的误差只能依靠反复测试修正系数进行补偿的方法的繁琐和无规律性。同时，本发明提高了控制精度，也可以自动适应任何规格、任何轧件速度的钢种，无需进行参数测试和修改。

附图说明

图1为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的结构图。

图2为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切头原理图。

图3为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切头图像处理图。

图4为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切尾原理图。

图5为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切尾图像处理图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统在飞剪和轧机的辊道之间设置摄像头，所述摄像头垂直于辊道地面上空，使得飞剪位于所述摄像头的影像中。但是，为了使得摄像头的可视区域内大部分用于检测轧件，因此轧钢飞剪只占据摄像头的影像范围的边缘，即飞剪的前面部分位于摄像头的影像内，飞剪的后面部分不需要出现在摄像头的影像中，保证在摄像头的影像中出现飞剪的切头部分。

切头过程需要监控区域在飞剪后留有一定余量。如果是应用于速度慢的轧件，此距离可能是通过飞剪后距离飞剪的距离，此时需要能够监控到飞剪后的一定区域。但同时也可靠使用布置多可摄像头扩大监控区域，或者使摄像头可移动。如果是速度快的轧件，则此距离可能是在飞剪前的位置。此时使用本例中的监控范围。对于本例中高速轧件，即高速线材的3号剪，飞剪只占据摄像头的影像范围的边缘即可。

沿着飞剪上下两个剪刃的对齐点延伸出的飞剪几何线称为轧钢飞剪的剪刃中心线，该剪刃中心线需要采用与周边背景颜色反差鲜明的颜色作为区分，例如，剪刃中心线采用鲜亮的绿色。

优选地，本控制系统中的摄像头选用工业超高速摄像头，摄像头的分辨率为1920(横向)*1080(纵向)像素，拍摄速度为123000fps(fps为每秒传输帧数)。需要注意的是，该分辨率和拍摄速度仅为优选参数。如果实际情况中轧件的运行速度较慢，可以采用每秒传输帧数较低的摄像头以降低控制系统的成本。

优选地，所述摄像头的垂直于辊道地面上空的高度需要保证摄像头的影像可视范围大约为1米左右，使得摄像头单位像素对应的实际距离为0.5mm，即保证摄像头测量实际物体距离的精度在0.5mm范围内。从轧钢飞剪到所述辊道的中心线需要与所述摄像头的影像的可视范围的中心线对齐。在实际具体操作中，如果采用分辨率高的摄像头也可以调整该摄像头的悬空高度。为了保证摄像头的影像质量，飞剪前两米(此距离范围根据具体的剪切提前量而决定)的辊道或者支架上方敞开无盖板。

如果对于控制精度要求较高，或者轧件到达需要启动飞剪的位置与飞剪距离过远，或者剪切长度变化范围过大，或者摄像头的悬空高度不宜过高时，可以采用多个摄像头等距离间隔排放，每个摄像头的影像可视范围有交叉重叠，以避免视觉盲区。

所述的控制器须由高运算性能的工业控制计算机进行计算控制。如果轧件的运行速度过快，可在辊道的四周增加防护网，该防护网的高度与摄像头的高度一致。所述摄像头需要安装保护罩并达到相应的防护等级，避免损坏。

首先，在摄像头的影像的可视范围中选择横向工艺设备所在区域为监控区域，避免对整张图像进行监控处理而延长计算处理时间。测量监控区域对应的实际视觉范围的距离，换算对应单位像素点的实际距离的范围。

然后，自动搜索监控区域中的绿色色标，即飞剪所在的位置，还可以通过人工辅助确认正确的色标点的颜色和位置。

飞剪接收剪切指令，测算飞剪从启动到到达剪切点所花费的时间，标记为T1。测算图像采集到得出计算结果的时间，标记为T2。测算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3。

当轧件出现在监控区域内后，从至少占据横线第10个像素点开始计时，至到达第500个像素点，根据轧件通过时间和通过距离，计算出轧件速度，标记为V。

切头距离标记为D2，则轧件的头部与飞剪剪刃的距离为D2-T*V时，所述控制器启动飞剪。

切尾距离标记为D3，则轧件的尾部与飞剪剪刃的距离为D3+T*V时，所述控制器启动飞剪。

还可以通过计算在总滞后时间内轧件行走的距离来启动飞剪。

优选的，轧件颜色为红色，由于红色轧件的色彩与设备颜色反差较大，对每个像素点扫描，色彩值与红色轧件色彩值相近时，认为轧件出现，其中，所述轧件的颜色(本实施例中为红色)预先通过人工辅助采样记录到所述控制器中。为了避免误判断，此色彩值需要有一个阈值范围。此外，也可以判断当图像每个像素的色彩值有较大变化时，认为有轧件出现。或者使用背景减除法。或者综合上述方法进行判断。同时，采用现有技术中的图像滤噪功能处理图像噪点。由于红色轧件自身发热发光且与背景设备反差大，因此，对摄像头的白平衡和灯光要求不高。

图1为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的结构图。如图1所示的实施例中，摄像头垂直安装在辊道的正上方，摄像头的分辨率为1920(横向)*1080(纵向)像素，拍摄速度为123000fps(fps为每秒传输帧数)。为保证单位像素的精确度为0.5mm，那么，横向1920个像素需对应960mm(1920*0.5＝960)的实际可视范围，纵向1080个像素需对应540mm(1080*0.5＝540)的实际可视范围。按照该可视范围设置摄像头的实际高度。

飞剪前辊道中心线与摄像头的监控区域中心线基本对齐，所述控制系统根据辊道的宽度选择监控区域的宽度。比如，当辊道宽度为100mm时，选择相对影像可视范围中心线对称的监控区域宽度为100个像素，此时，单位像素对应实际宽度为100/100＝1mm。即监控区域横向坐标为从0到1920，纵向坐标为从360到720的像素范围。优选地，还留有30个像素范围的余量。

如果轧件直径为20mm时，即轧件会占据监控区域的纵向坐标上20个(20/1＝20)像素点范围，也就是说，至少监控区域在纵向y轴上有15个像素点发生较大的颜色变化时，系统判定所述轧件头部到达。为了进一步判断准确，当在横向x轴至少两列像素点、纵向y轴至少15个像素点的矩阵的颜色发生较大变化时，所述控制系统判定轧件头部已经到达。

其中，每个像素点的色彩范围为从0到256。所述系统测量红色轧件的像素颜色值，针对该像素颜色值设置正负8的误差允许量。所述控制器将对摄像头采集到的图像数据进行滤噪处理，然后对图像数据矩阵值进行扫描处理。在图3的工艺设备监控区域内，当在横向出现颜色交界点时，则判定为轧件的头部所在位置。同理，可判定轧件尾部到来的数据信息。

图2为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切头原理图。如图2所示，Dh为飞剪剪切刃的切头的长度。由于当飞剪切头从等待位启动到剪切位有一定时间，而在这段时间内轧件已经运行一段距离，因此，切头需要在轧件到达图2所示的位置之前启动飞剪。保证当轧件到达准确位置时，飞剪正好处于剪切点上。

测算飞剪从接收剪切指令到到达剪切点所花费的时间，标记为T1。测算从图像采集到得出计算结果的时间，标记为T2。测算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3。测算摄像头拍摄的滞后时间，标记为T4。即总滞后时间为T＝(T1+T2+T3+T4)。

优选地，可以通过两种方法测算在T这段时间内轧件所走过的距离。

第一种：如果轧机与飞剪之间的距离足够轧件以速度V的情况下经过T时间而不会到达如图1中所示的飞剪启动位置D，而且轧件与飞剪启动位置D有一定的距离，则可以在从时间0到T之间，每次轧件到来时所述控制器测算监控区域中轧件所走过的距离，并将其标记为D1。

第二种：如果方法一中所述的距离不够，即轧件以速度V的情况下经过T时间就已经到达或经过如图1中所示的飞剪启动位置D，则可以通过监控区域内两个相对较远点，例如至少间隔500个像素坐标(根据具体单位像素对应的实际距离而决定)的距离，并且这两个点均距离飞剪启动位置D也较远，通过计算轧件经过这两个点时的时间间隔和两点间的距离来计算轧件的平均速度，然后，根据该轧件的平均速度计算出在T这段时间内轧件所走过的距离D1。

第三种：采用所述摄像头、控制器和配备实时时钟。所述摄像头实时拍摄图像并记录每幅图像的实时时间，并将信息传给控制器，当控制器计算出测量到轧件出现在图像中的指定位置时，发出剪切信号。在飞剪的侧面垂直生产线的方向，为了保证可以记录整个飞剪运动轨迹的位置，增加一个高速摄像头，记录飞剪运动到剪刃重合位置时的时间点，然后传给控制器。通过实时时钟的时间差值，计算出更加精确的误差延时时间。然后再通过第一摄像头的历史检测记录里，在这段时间里，轧件实际走过的距离。通过多次测量(即非正式生产前)，通过自适应门限滤波技术计算出最优的位置D1。同时，对于头部剪切和尾部剪切，该距离需分别测量。当完成测量后，可以取消侧面的摄像头，然后，以后的剪切都使用该固定位置，可以取消测速过程。或者和测速过程作为冗余保护。

相对来说，方法一的准确率更高。

切头的飞剪启动点D等于飞剪剪切刃的切头的长度Dh减去在T这段时间内轧件所走过的距离D1，即切头的飞剪启动点D＝Dh-D1。当所述控制器检测到轧件的头部到达D位置时，启动飞剪。

优选的，在图像上选定工艺设备区域和飞剪启动监控区域。在摄像头的影像范围内没有轧件出现时，对工艺设备区的矩阵进行扫描，当轧件头部进入飞剪启动监控区域后，为了减少控制器对图像的处理时间，仅对该飞剪启动监控区域内的像素矩阵进行扫描处理。飞剪启动监控区域的选择原则为，宽度(纵向y轴上)需要覆盖轧件所有允许的移动范围，宽度至少为轧件直径的1.2倍；长度(横向x轴上)需要保证轧件至少经过0.5秒才能走完该监控区域。监控区域向D位置的右侧留有一定的余量。当轧件头部到达D位置时，控制器发出飞剪启动命令，启动飞剪。

如图3所示，通过图像中的飞剪剪刃中心位置色标点的横坐标定位飞剪的位置。通过轧件颜色和周边背景颜色的比对，当颜色出现在图像中的最右侧时，即轧件头部的位置。

通过这两个位置的横坐标即可得出两点的距离，然后乘以每个像素点对应的实际距离长度，即可得出轧件头部距离飞剪剪刃位置的实际位置。

为了减少控制器计算所消耗的时间，也可以将D位置转换为对应的像素坐标位置。这样，当轧件头部进入监控区域后，只需比较启动点对应的像素坐标位置和所述轧件头部或尾部对应的像素坐标位置是否达到D对应的像素坐标位置，使用整型数类型进行计算，减少了控制器的计算时间。

图4为本发明所述的基于机器视觉的飞剪控制系统的切尾原理图。切尾控制与切头控制同理。

切尾的飞剪启动点D等于在T这段时间内轧件所走过的距离D1加上飞剪剪切刃的切尾的距离Dt，即切尾的飞剪启动点D＝Dt+D1。当所述控制器检测到轧件的尾部到达D位置时，发出飞剪启动命令，启动飞剪。

高线	T1	T2	T3	T4
					1号剪	290ms	5ms	6ms	1/fps
2号剪	170ms	5ms	6ms	1/fps
					3号剪	160ms	1ms	6ms	1/fps

表1滞后时间列表

表2飞剪剪切及轧件相关参数

从表1和表2中可以看出高线1号剪到3号剪的相关参数和要求。表1是滞后时间列表。表2是飞剪剪切及轧件相关参数。其中，测算飞剪从接收剪切指令到到达剪切点所花费的时间，标记为T1。测算从图像采集到得出计算结果的时间，标记为T2。测算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3。测算摄像头拍摄的滞后时间，标记为T4。摄像头的拍摄速度为123000fps，即1秒钟能拍摄123000张图，每张图的时间间隔大约为0.0000081秒。

对于1号剪的轧件速度为1m/s，每张图片时间间隔过程中产生的误差为0.0081mm。对于三号剪轧件速度为20m/s，每张图片时间间隔过程中产生的误差为0.16mm。由此可见，由于1号剪速度较慢，为了节省成本可以选择5000fps左右的分辨率的摄像头，即可保持精度在0.2mm范围内。同理，2号剪可以选择20000fps左右的分辨率的摄像头，即可保持精度在0.25mm范围内。

对于1号剪，如果切头切尾长度为100mm，按照上述计算，则大约在0.401米处启动飞剪切头，大约在0.601米处启动飞剪切尾。因此，如图3中的时间T延迟过程中的距离测算从图像的第10个像素到160像素之间进行测距，监控区域内横向x轴选择在D位置向左向右对称各留出50mm余量。同样地，2号飞剪和3号飞剪与1号飞剪同理。

对于3号飞剪的轧件速度过快，如果切头长度为300mm，则大约在3m处启动飞剪切头，则可考虑在辊道上空安装两个摄像头，第一个摄像头的可视范围在x轴3m处向左3.8-4.8m左右，用于检测延时过程中轧件行走的距离。第二个摄像头的可视区在x轴3m处向左3.3-4.3m左右。两个摄像头的可视范围有交叉，第一个摄像头用于测速可监控轧件进入剪切区，第二个摄像头用于控制启动飞剪。由于很难将飞剪置于摄像头的可视范围内，因此，可以还安装第三个摄像头，或者标定飞剪剪刃中心线距离与第二个摄像头横向x轴上任一像素点的距离即可。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (21)

1.一种基于机器视觉的飞剪控制系统，所述飞剪控制系统包括控制器、飞剪、摄像头、轧机和位于所述轧机的辊道上的轧件，其特征在于，

在所述飞剪和所述轧机之间设置所述摄像头，所述摄像头在垂直于所述辊道的上方；

所述控制器接收来自所述摄像头的信息；

所述控制器控制和触发所述飞剪的运动；

所述飞剪位于所述摄像头的影像范围内；

所述飞剪到所述辊道的中心线与所述摄像头的影像的中心线对齐；

所述飞剪的剪刃中心线的颜色与周围背景颜色不同。

2.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述飞剪的前面部分位于所述摄像头的影像中，所述飞剪的后面部分不位于所述摄像头的影像中。

3.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述剪刃中心线是沿着所述飞剪的上下两个剪刃的对齐点延伸出的飞剪几何线。

4.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述摄像头为工业超高速摄像头。

5.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，在所述飞剪前方，在剪切提前量的范围内的所述辊道上方敞开无盖板。

6.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述系统还包括防护网，所述防护网的高度与所述摄像头的高度相同。

7.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述摄像头设置有保护罩。

8.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述系统设置多个摄像头，所述多个摄像头等距离间隔排放，每两个相邻的所述摄像头的影像之间有交叉的范围。

9.如权利要求1所述的飞剪控制系统，其特征在于，所述控制器通过工业控制计算机进行控制。

10.采用如权利要求1所述的飞剪控制系统的飞剪控制方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

a)所述摄像头检测所述飞剪的位置；

b)所述控制器计算所述摄像头的影像对应的实际距离；

c)所述控制器计算所述摄像头的影像的单位像素点对应的实际距离范围；

d)所述控制器计算所述飞剪从接收剪切命令到到达剪切位置所花费的时间，标记为T1；

e)所述控制器计算从测算影像采集到得出结果的时间，标记为T2；

f)所述控制器计算机械传动设备的启动滞后时间，标记为T3；

g)所述控制器计算所述摄像头的拍摄滞后时间，标记为T4；

h)所述飞剪加速传动延迟响应时间，标记为T5；

i)所述控制器计算总滞后时间标记为T，T＝(T1+T2+T3+T4+T5)；

j)所述控制器计算所述轧件的运动速度，标记为V；

k)将所述飞剪的切头距离标记为D2，当所述轧件的头部与所述飞剪剪刃两者之间的距离为D2-T*V时，所述控制器启动所述飞剪；

l)将所述飞剪的切尾距离标记为D3，当所述轧件的尾部与所述飞剪剪刃两者之间的距离为D3+T*V时，所述控制器启动所述飞剪，飞剪启动位置D。

11.如权利要求10所述的飞剪控制方法，其特征在于，在步骤j)中，当轧件出现在所述摄像头的影像内，通过所述轧件经过所述影像内的两点之间的时间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述运动速度V。

12.如权利要求11所述的飞剪控制方法，其特征在于，当所述摄像头的像素点的色彩值与所述轧件的颜色色彩值匹配时，则认为所述轧件出现在所述摄像头的影像内。

13.如权利要求12所述的飞剪控制方法，其特征在于，在所述摄像头的影像范围内，当在所述横向方向至少两列像素点、所述纵向方向至少八个像素点的矩阵的色彩值发生变化时，则判定所述两个色彩值的匹配。

14.如权利要求10所述的飞剪控制方法，其特征在于，还可以通过计算在所述总滞后时间T内所述轧件行走的距离D1来启动所述飞剪，将所述飞剪启动位置标记为D。

15.如权利要求14所述的飞剪控制方法，其特征在于，如果所述轧机与所述飞剪之间的距离足够所述轧件以所述速度V的情况下经过所述T时间而不会到达所述飞剪启动位置D时，在从时间0到T之间，当每次所述轧件到来时所述控制器测算所述摄像头的影像内所述轧件所走过的距离D1。

16.如权利要求14所述的飞剪控制方法，其特征在于，如果所述轧件以所述速度V的情况下经过所述T时间就已经到达或经过所述飞剪启动位置D时，通过计算所述轧件经过所述影像内的两点之间的时间和所述影像内的所述两点之间的距离，计算所述轧件的平均速度，然后根据所述轧件的所述平均速度计算出在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1。

17.如权利要求14所述的飞剪控制方法，其特征在于，所述飞剪的切头长度标记为Dh，所述飞剪启动位置D等于所述飞剪的切头长度Dh减去在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1，即D＝Dh-D1，当所述控制器检测到所述轧件的头部到达所述D位置时，启动所述飞剪。

18.如权利要求14所述的飞剪控制方法，其特征在于，所述飞剪的切尾长度标记为Dt，所述飞剪启动位置D等于在所述T时间内所述轧件所走过的距离D1加上所述飞剪的切尾长度Dt，即D＝Dt+D1，当所述控制器检测到所述轧件的尾部到达所述D位置时，启动所述飞剪。

19.如权利要求14所述的飞剪控制方法，其特征在于，所述摄像头的影像分为工艺设备区域和飞剪启动监控区域，当所述摄像头的影像内没有所述轧件出现时，对所述工艺设备区域的像素矩阵进行扫描，当所述轧件的头部进入所述飞剪启动监控区域时，为了减少所述控制器的处理时间，仅对所述飞剪启动监控区域内的像素矩阵进行扫描处理。

20.如权利要求19所述的飞剪控制方法，其特征在于，为了减少所述控制器的处理时间，也可以将所述D位置转换为对应的像素坐标位置，当所述轧件头部进入所述工艺设备监控区域后，只需比较所述飞剪启动点对应的像素坐标位置和所述轧件头部或尾部对应的像素坐标位置是否达到所述D对应的像素坐标位置。

21.如权利要求19所述的飞剪控制方法，其特征在于，所述飞剪启动监控区域为：宽度(所述纵向方向)至少为所述轧件直径的1.2倍，长度(所述横向方向)使得所述轧件至少经过0.5秒才能走完所述飞剪启动监控区域。