CN110220914A - 高温钢卷打捆带在线检测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种高温钢卷打捆带在线检测系统及方法，系统包括：图像采集模块，用于采集钢卷打捆带图像信息；图像处理模块，用于根据采集的钢卷打捆带图像信判断钢卷打捆带状态是否正常；所述图像采集模块包括：反射组件，用于将钢卷打捆带图像信息进行反射；图像采集单元，用于采集反射的钢卷打捆带图像信息；本发明通过采用镜面反射的方式将钢卷打捆带图像信息传递给图像采集单元，实现了图像采集单元在不直接面对高温钢卷的情况下，获取钢卷打捆带实时图像信息，可以避免图像采集单元受到的直接高温辐射的影响，改善相机和镜头工作环境。
Description
技术领域
本发明涉及冶金领域，尤其涉及一种高温钢卷打捆带在线检测系统及方法。
背景技术
随着社会的进步和发展，客户对产品质量要求也越来越高，现代化的检测控制控制技术也越来越融入到现代化的生产技术之中，带钢表面质量在线检测技术由于很好的缺陷识别率、缺陷定位和便利性等诸多优势，已经越来越多地应用在各带钢生产线中。特别是对于热轧生产线，由于工作环境恶劣，人工操作困难等问题，更为迫切希望能够引入热轧带钢表面质量在线检测技术，将操作人员从恶劣环境中解放出来。
现有技术中，为了实现高温钢卷打捆带的在线检测，需要采用视频采集装置实时获取高温钢卷打捆带的图像信息，并反馈给系统进行图像分析处理，从而判断打捆带的状态，是否存在断带的情况，从而及时报警处理。但目前视频采集装置采用的是工业相机实时摄取打捆带图像信息，热轧钢卷的温度高达600℃，其高温热辐射对相机及镜头的影响远远超过了相机和镜头的承受范围；同时，安装图像采集装置的空间非常有限，而钢卷宽度较大，为了获取所有的打捆带图像信息，通常需要设置3～4工业相机进行图像采集，投资成本和运营成本都非常高昂，。
因此，非常有必要探索一种高温钢卷打捆带在线检测系统，可以避免直接高温辐射的影响，改善相机和镜头工作环境，同时减少图像采集工业相机的数量，降低投资成本和运营成本。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种高温钢卷打捆带在线检测系统及方法，以解决上述技术问题。
本发明提供的高温钢卷打捆带在线检测系统，包括：
图像采集模块，用于采集钢卷打捆带图像信息；
图像处理模块，用于根据采集的钢卷打捆带图像信判断钢卷打捆带状态是否正常；
所述图像采集模块包括：
反射组件，用于将钢卷打捆带图像信息进行反射；
图像采集单元，用于采集反射的钢卷打捆带图像信息。
可选的，所述图像采集模块还包括用于将所述反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦的光学组件，所述光学组件设置于反射组件和图像采集单元之间。
可选的，所述光学组件包括透镜单元和用于对透镜进行固定的光学组件安装支架，所述透镜单元至少包括沿光轴依次设置的凸透镜和凹透镜，所述凹透镜作为物镜设置于靠近反射组件一端。
可选的，所述图像采集单元包括工业相机，所述图像采集单元设置于所述凸透镜的焦点处。
可选的，所述反射组件包括硬质镜面和用于对所述硬质界面进行固定的镜面安装支架，所述镜面安装支架固定设置于钢卷夹具平台上，所述光学组件设置于硬质镜面和图像采集单元之间。
可选的，所述硬质镜面通过镜面安装支架与钢卷夹具平台之间呈45°角，将钢卷打捆带图像信息反射至光学组件，经所述光学组件聚焦后传递至图像采集单元进行图像采集。
可选的，还包括：
通信模块，用于将采集钢卷打捆带图像信息和/或钢卷打捆带状态上传至上位机；
报警模块，用于钢卷打捆带状态异常时进行报警；
控制模块，用于根据上位机指令对钢卷夹具平台的钢卷打捆带的工作状态进行控制。
本发明还提供一种高温钢卷打捆带在线检测方法，包括：
采集钢卷打捆带图像信息；
将钢卷打捆带图像信息进行反射；
采集反射的钢卷打捆带图像信息；
根据采集的反射的钢卷打捆带图像信息判断钢卷打捆带状态是否正常。
可选的，通过硬质镜面钢卷打捆带图像信息进行反射；
对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理。
可选的，通过沿光轴依次设置的凸透镜和凹透镜对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理，并将用于采集反射的钢卷打捆带图像信息图像采集单元设置于凸透镜聚焦的焦点处，所述凹透镜作为物镜设置于靠近反射组件一端。
本发明的有益效果：本发明中的高温钢卷打捆带在线检测系统及方法，通过采用镜面反射的方式将钢卷打捆带图像信息传递给图像采集单元，实现了图像采集单元在不直接面对高温钢卷的情况下，获取钢卷打捆带实时图像信息，可以避免图像采集单元受到的直接高温辐射的影响，改善相机和镜头工作环境。
另外，在此基础上，由于钢卷宽度较大，需要多组图像采集装置进行采集，而安装空间有限，本发明进一步通过采用凸透镜和凹透镜组合的光学组件将外界大范围图像信息进行聚焦，大大减少了配置图像采集装置的数量，降低了投资和运营成本。
附图说明
图1(a)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统的结构示意图。
图1(b)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统的钢卷和打捆带的结构示意图。
图2(a)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中光学组件结构的主视图。
图2(b)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中光学组件结构的左视示意图。
图2(c)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中光学组件结构的俯视示意图。
图3(a)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中反射组件结构的主视图。
图3(b)是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中反射组件结构的右视示意图。
图4是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测系统中图像采集单元的原理示意图。
图5是本发明实施例中高温钢卷打捆带在线检测方法的流程示意图。
附图标记说明：
1-反射组件，2-光学组件，3-图像采集单元，4-图像处理模块，5-钢卷夹具，6-打捆带，7钢卷。
21-光学组件安装支架，22-凸透镜，23-凹透镜。
31-镜面安装支架，32-硬质镜面。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
如图1(a)、(b)所示，本实施例中的高温钢卷打捆带在线检测系统，主要包括：
图像采集模块，用于采集钢卷打捆带图像信息；
图像处理模块4，用于根据采集的钢卷打捆带图像信判断钢卷打捆带状态是否正常；
所述图像采集模块包括：
反射组件1，用于将钢卷打捆带图像信息进行反射；
图像采集单元3，用于采集反射的钢卷打捆带图像信息。
在本实施例中，反射组件包括硬质镜面和用于对所述硬质界面进行固定的镜面安装支架，所述镜面安装支架31固定设置于钢卷夹具平台上，光学组件2设置于硬质镜面32和图像采集单元3之间，如图3所示。优选地，本实施例中的镜面安装支架31共设有两件，对称设置，直接安装在钢卷夹具的平台上，为硬质镜面32提供支撑，与硬质镜面32安装配合位置呈45°角，硬质镜面32将钢卷打捆带图像信息发射给图像采集单元3，避免图像采集单元3直接面对高温钢卷，对图像采集单元3造成损伤；优选的，本实施例中的硬质镜面32采用硬度较大的不锈钢材料，避免安装使用过程中发生变形，对成像效果造成影响。
在本实施例中图像采集单元采用工业相机，也可以采用其他能够实现本实施例应用场景下的其他图像采集装置来进行替代，如图4所示。如图2(a)、(b)、(c)所示，图像采集模块还包括用于将所述反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦的光学组件2，所述光学组件2设置于反射组件1和图像采集单元3之间。本实施例中的光学组件2包括透镜单元和用于对透镜进行固定的光学组件安装支架21，所述透镜单元至少包括沿光轴依次设置的凸透镜22和凹透镜23，所述凹透镜23作为物镜设置于靠近反射组件1一端，本实施例中的光学组件安装支架21直接安装在钢卷夹具的平台中间位置，用于为凸透镜22和凹透镜23提供支撑，通过凸透镜22和凹透镜23共同作用将外界大范围图像信息进行聚焦，从而减少配置工业相机的数量；其中：凸透镜22作为目镜，凹透镜23作为物镜。
在本实施例中，还包括：通信模块，用于将采集钢卷打捆带图像信息和/或钢卷打捆带状态上传至上位机；报警模块，用于钢卷打捆带状态异常时进行报警；控制模块，用于根据上位机指令对钢卷夹具平台的钢卷打捆带的工作状态进行控制。本实施例中的通信模块为无线通信模块，可以包括近场无线通信模块和/或远距离无线通信模块，近场无线通信模块包括蓝牙模块、NFC模块、ZIGBEE模块和红外模块中的一种或几种，远距离无线通信模块包括GSM模块、CDMA模块和4G模块中的一种或几种。本实施例中的图像处理模块4安装在钢卷夹具的平台上，通过图像处理模块4可以对图像采集单元3采集的图像信息进出处理，判断钢卷打捆带状态是否正常，并实时将信息传递给上层控制系统，一旦发生打捆带故障信息，则立即通过报警模块报警进行处理。本实施例中的图像处理模块可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，本实施例中的控制模块可以为任意能够实现对钢卷夹具平台的钢卷打捆带的工作状态进行控制的元器件进行替代，例如开关模块等，在此不再赘述。
相应的，本实施例还提供一种高温钢卷打捆带在线检测方法，如图5所示，包括：
采集钢卷打捆带图像信息；
将钢卷打捆带图像信息进行反射；
采集反射的钢卷打捆带图像信息；
根据采集的反射的钢卷打捆带图像信息判断钢卷打捆带状态是否正常。
在本实施例中，图像反射主要通过硬质镜面钢卷打捆带图像信息进行反射；对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理。
可选的，本实施例通过沿光轴依次设置的凸透镜和凹透镜对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理，并将用于采集反射的钢卷打捆带图像信息图像采集单元设置于凸透镜聚焦的焦点处，凹透镜作为物镜设置于靠近反射组件一端。
在上述实施例中，说明书对“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”、或“其他实施例”的提及表示结合实施例说明的特定特征、结构或特性包括在至少一些实施例中，但不必是全部实施例。“本实施例”、“一实施例”、“另一实施例”的多次出现不一定全部都指代相同的实施例。如果说明书描述了部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性“可以”、“或许”或“能够”被包括，则该特定部件、特征、结构或特性不是必须被包括的。如果说明书或权利要求提及“一”元件，并非表示仅有一个元件。如果说明书或权利要求提及“一另外的”元件，并不排除存在多于一个的另外的元件。
在上述实施例中，尽管已经结合了本发明的具体实施例对本发明进行了描述，但是根据前面的描述，这些实施例的很多替换、修改和变形对本领域普通技术人员来说将是显而易见的。本发明的实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，包括：
图像采集模块，用于采集钢卷打捆带图像信息；
图像处理模块，用于根据采集的钢卷打捆带图像信判断钢卷打捆带状态是否正常；
所述图像采集模块包括：
反射组件，用于将钢卷打捆带图像信息进行反射；
图像采集单元，用于采集反射的钢卷打捆带图像信息。
2.根据权利要求1所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，所述图像采集模块还包括用于将所述反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦的光学组件，所述光学组件设置于反射组件和图像采集单元之间。
3.根据权利要求2所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，所述光学组件包括透镜单元和用于对透镜进行固定的光学组件安装支架，所述透镜单元至少包括沿光轴依次设置的凸透镜和凹透镜，所述凹透镜作为物镜设置于靠近反射组件一端。
4.根据权利要求3所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，所述图像采集单元包括工业相机，所述图像采集单元设置于所述凸透镜的焦点处。
5.根据权利要求3所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，所述反射组件包括硬质镜面和用于对所述硬质界面进行固定的镜面安装支架，所述镜面安装支架固定设置于钢卷夹具平台上，所述光学组件设置于硬质镜面和图像采集单元之间。
6.根据权利要求5所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，所述硬质镜面通过镜面安装支架与钢卷夹具平台之间呈45°角，将钢卷打捆带图像信息反射至光学组件，经所述光学组件聚焦后传递至图像采集单元进行图像采集。
7.根据权利要求1-6任一所述的高温钢卷打捆带在线检测系统，其特征在于，还包括：
通信模块，用于将采集钢卷打捆带图像信息和/或钢卷打捆带状态上传至上位机；
报警模块，用于钢卷打捆带状态异常时进行报警；
控制模块，用于根据上位机指令对钢卷夹具平台的钢卷打捆带的工作状态进行控制。
8.一种高温钢卷打捆带在线检测方法，其特征在于，包括：
采集钢卷打捆带图像信息；
将钢卷打捆带图像信息进行反射；
采集反射的钢卷打捆带图像信息；
根据采集的反射的钢卷打捆带图像信息判断钢卷打捆带状态是否正常。
9.根据权利要求8所述的高温钢卷打捆带在线检测方法，其特征在于，
通过硬质镜面钢卷打捆带图像信息进行反射；
对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理。
10.根据权利要求9所述的高温钢卷打捆带在线检测方法，其特征在于，通过沿光轴依次设置的凸透镜和凹透镜对反射的钢卷打捆带图像信息进行聚焦处理，并将用于采集反射的钢卷打捆带图像信息图像采集单元设置于凸透镜聚焦的焦点处，所述凹透镜作为物镜设置于靠近反射组件一端。
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