CN108398088A - 一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法，带钢宽度测量系统包括像机、条形光源、立柱、辊子、工业计算机、激光测距仪及横梁，在辊道两侧分别设有2根立柱，2根横梁两端分别固定在两侧立柱上，其中一根横梁中间装有激光测距仪和2架像机，另一根横梁上安设条型光源；像机和激光测距仪均与工业计算机连接。初始化激光测距仪和像机，导入像素尺度值V和像机与带钢距离S的关系表及2像机中心位置的距离值W；采集钢板图像并处理得到左右像机图像传感器中心线位置到带钢边缘位置像素数分别为ML和MR；应用对应距离S的像素尺度值V；计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)。本发明可以方便、快捷的对带钢宽度测量中由于CCD像机与带钢的距离变化而引起的误差进行校正，从而有效补偿由于振动而引起的测量误差。

Description

一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法

技术领域

本发明属于带钢宽度测量领域，特别涉及一种用于带钢宽度值测量中的振动误差校正方法。

背景技术

现代冶金行业中，带钢宽度测量已经成为生产和质量控制中重要的环节。带钢生产过程中，随着众多控制模型的引进，带钢宽度作为模型参数需要实时、准确地传送到模型中去，进而对轧机轧制起到控制作用。其中应用CCD像机对带钢图像采集并进行测宽的宽度测量技术，由于具有非接触性、精度高、实时性好的特点正得到越来越广泛的应用。

采用线扫描CCD像机对带钢宽度测量的基本原理是：用线扫描CCD像机采集带钢的图像，并进行图像处理以及确定带钢的边缘在图像中的位置和对应宽度在像机图像传感器中的像素数量，已知事先确定好的线扫描CCD像机中每个像素所代表的尺度数据即长度尺寸数据，这样应用像素数量与像素尺度数据可获得带钢宽度值。

在线扫描CCD像机采集带钢图像的过程中，像机所采集带钢图像的大小会受到线扫描CCD像机与带钢的距离变化的影响。也就是说在带钢宽度测量中，线扫描CCD像机中每个像素所代表的尺度数据即长度尺寸数据是受像机与带钢的距离影响的。生产实际中带钢的生产中由于带钢振动的原因，线扫描CCD像机与带钢的距离会产生变动，如果计算带钢宽度的像素尺度数据不做对应校正将会导致测量误差。

在目前的相关带钢测宽系统中，主要是通过在测宽系统前后增加辊子对带钢进行托举来减小线扫描CCD像机与带钢的距离变动，进而减小由于距离变动而带来的误差，但由于生产的不稳定性总是会出现CCD像机与带钢的距离变化较大的振动情况，引起较大的带钢测宽误差，影响带钢宽度测量的稳定性。

发明内容

本发明提出一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法，其目的是方便、快捷的对带钢宽度测量中由于CCD像机与带钢的距离变化而引起的误差进行校正，有效补偿由于振动而引起的测量误差，提高带钢宽度测量的准确度。

为此，本发明所采取的技术解决方案是：

一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法，具体为：

(1)在带钢宽度测量系统的上横梁中间位置加装激光测距仪用来测量CCD像机与带钢的距离，应用事先确定的激光测距仪所测CCD像机和带钢的距离S与像机像素尺度值V的关系表，获得实际带钢板振动运行时的像机像素尺度值V；对采集的带钢图像进行处理，得到左右两台像机图像传感器中心位置到带钢图像边缘位置的像素数分别为ML和MR，计算事先确定的两像机图像传感器中心线位置距离W，可计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)；

(2)改装带钢宽度测量系统：

在安装带钢宽度测量系统的基础上，在系统的上横梁中间位置安装激光测距仪用来测量CCD像机与带钢的距离；改装后的带钢宽度测量系统包括像机、条型光源、立柱、辊子、工业计算机、激光测距仪及横梁，在两个辊子之间的辊道两侧分别并列设有2根立柱，横跨在辊道上方的2根横梁两端分别固定在两侧对应的立柱上部，其中：一根横梁中间装有激光测距仪，激光测距仪两侧各安装一个像机，激光测距仪用于测量像机与带钢的距离；另一根横梁与像机对应位置上安设有条型光源；像机和激光测距仪均与工业计算机连接，工业计算机控制激光测距仪向带钢投射激光进行测距，并通过像机采集带钢图像；

(3)确定像素尺度值与距离的关系的方法：确定激光测距仪所测CCD像机和带钢的距离与像机像素尺度值的关系，CCD像机与带钢的距离S值时，钢板上固定长度L中像素数量值为M，则距离为数值S时像机像素尺度值V为L/M；按照精度要求把不同距离所对应的像素尺度值进行曲线拟合，即可确定像素尺度值V与距离S的关系表；

(4)应用像素尺度值V进行带钢宽度的的校正计算方法：事先确定好两台位置固定的像机图像传感器中心线位置的距离为W；采集的带钢图像并进行处理，得到左右两台像机图像传感器中心位置到带钢图像边缘位置的像素数分别为ML和MR，则带钢宽度值为W+V×(ML+MR)；

(5)带钢宽度的振动误差测量校正的计算机程序步骤：

a.初始化，导入像素尺度值V与距离S的关系表及像机中心位置的距离值W；

b.激激光测距，得像机与带钢的距离值S；

c.采集钢板图像，并进行图像处理得到带钢边缘；

d.获得左右图像传感器中心线位置到带钢边缘位置像素数分别为ML和MR；

e.应用关系表及线性插值，得到对应距离S的像素尺度校正值V；

f.计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)。

本发明的有益效果为：

本发明带钢宽度测量中的振动误差校正方法，可以方便、快捷的对带钢宽度测量中由于CCD像机与带钢的距离变化而引起的误差进行校正，从而有效补偿由于振动而引起的测量误差，提高带钢宽度测量和控制精度。

附图说明

图1为带钢宽度测量系统主视示意图；

图2为带钢宽度测量系统左视示意图；

图3为激光投射时的带钢宽度测量示意图；

图4为像素位置关系示意图；

图5为带钢宽度图像的像机采集示意图；

图6为带钢宽度测量振动误差校正程序框图。

图中：立柱1、像机2、条型光源3、辊子4、带钢5、工业计算机6、横梁7、激光测距仪8、激光线9、像机图像传感器中心线位置10。

具体实施方式

本发明带钢宽度测量中的振动误差校正方法，包括改装带钢宽度测量系统及振动误差测量校正两部分。

改装后的带钢宽度测量系统：

由图1、2可见，带钢宽度测量系统包括立柱1、像机2、条型光源3、辊子4、工业计算机6、横梁7及激光测距仪8。在两个辊子4之间的辊道两侧分别并列设有2根立柱1，横跨在辊道上方的2根横梁7两端分别固定在两侧对应的立柱1上部，其中：一根横梁7中间装有激光测距仪8，激光测距仪8的两侧各安装一个CCD像机2，激光测距仪8用于测量像机2与带钢5的距离；另一根横梁7与像机2对应位置上安设有条型光源3。像机2和激光测距仪8均与工业计算机6连接，工业计算机6控制激光测距仪8向带钢5投射激光进行测距，并通过像机2采集带钢5的图像。

安装时，要求激光测距仪8所发出的激光线9投射在带钢5的中间部位，并且与像机2的水平排布方向垂直。激光测距仪8在带钢5上投射激光时的图像如图3所示。

本发明带钢宽度测量中的振动误差校正方法，如图4所示：事先要对激光测距仪8所测像机2与带钢5的距离S与像机像素尺度值关系进行确定。测量像机2与带钢5的距离S不同数值时，带钢5上固定长度L中像素数量值为M，则距离为数值S时像机2像素尺度值V为L/M。在实际生产运行中，首先测得像机2与带钢5的距离值S，应用事先确定的激光测距仪所测CCD像机和带钢的距离S与像机像素尺度值V的关系表及线性插值方法，得到对应距离S的像素尺度校正值V。其后如图5所示，对采集的带钢图像进行处理，得到左右两台像机图像传感器中心位置到带钢图像边缘位置的像素数分别为ML和MR，计及事先确定的两像机图像传感器中心线位置距离W，可计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)。

图6显示，带钢5宽度测量中的振动误差校正的工业计算机6程序流程为:1.初始化，导入像素尺度值V与距离S的关系表及像机中心位置的距离值W；；2.激光测距，得像机2与带钢5的距离值S；3.采集带钢5图像，并进行图像处理得到带钢5边缘；4.获得左右图像传感器中心线位置10到带钢边缘位置像素数分别为ML和MR；5.应用关系表及线性插值，得到对应距离S的像素尺度校正值V；6.计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)。

Claims (1)

1.一种带钢宽度测量中的振动误差校正方法，其特征在于：

(1)在带钢宽度测量系统的上横梁中间位置加装激光测距仪用来测量CCD像机与带钢的距离，应用事先确定的激光测距仪所测CCD像机和带钢的距离S与像机像素尺度值V的关系表，获得实际带钢板振动运行时的像机像素尺度值V；对采集的带钢图像进行处理，得到左右两台像机图像传感器中心位置到带钢图像边缘位置的像素数分别为ML和MR，计算事先确定的两像机图像传感器中心线位置距离W，可计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)；

(2)改装带钢宽度测量系统：

在安装带钢宽度测量系统的基础上，在系统的上横梁中间位置安装激光测距仪用来测量CCD像机与带钢的距离；改装后的带钢宽度测量系统包括像机、条型光源、立柱、辊子、工业计算机、激光测距仪及横梁，在两个辊子之间的辊道两侧分别并列设有2根立柱，横跨在辊道上方的2根横梁两端分别固定在两侧对应的立柱上部，其中：一根横梁中间装有激光测距仪，激光测距仪两侧各安装一个像机，激光测距仪用于测量像机与带钢的距离；另一根横梁与像机对应位置上安设有条型光源；像机和激光测距仪均与工业计算机连接，工业计算机控制激光测距仪向带钢投射激光进行测距，并通过像机采集带钢图像；

(3)确定像素尺度值与距离的关系的方法：确定激光测距仪所测CCD像机和带钢的距离与像机像素尺度值的关系，CCD像机与带钢的距离S值时，钢板上固定长度L中像素数量值为M，则距离为数值S时像机像素尺度值V为L/M；按照精度要求把不同距离所对应的像素尺度值进行曲线拟合，即可确定像素尺度值V与距离S的关系表；

(4)应用像素尺度值V进行带钢宽度的的校正计算方法：事先确定好两台位置固定的像机图像传感器中心线位置的距离为W；采集的带钢图像并进行处理，得到左右两台像机图像传感器中心位置到带钢图像边缘位置的像素数分别为ML和MR，则带钢宽度值为W+V×(ML+MR)；

(5)带钢宽度的振动误差测量校正的计算机程序步骤：

a.初始化，导入像素尺度值V与距离S的关系表及像机中心位置的距离值W；

b.激激光测距，得像机与带钢的距离值S；

c.采集钢板图像，并进行图像处理得到带钢边缘；

d.获得左右图像传感器中心线位置到带钢边缘位置像素数分别为ML和MR；

e.应用关系表及线性插值，得到对应距离S的像素尺度校正值V；

f.计算校正后的带钢宽度值为W+V×(ML+MR)。