CN113579188A - 一种检测板坯切割的方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种检测板坯切割的方法及系统，当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态并将所述切割状态返回给所述连铸机一级控制系统，所述切割状态为：已切断或者未切断。

Description

一种检测板坯切割的方法及系统

技术领域

本申请涉及冶金连铸技术领域，尤其涉及一种检测板坯切割的方法及系统。

背景技术

切割车是板坯连铸机重要设备之一，其作用是将连铸机生产的铸坯按照定尺要求进行切割。切割作业时，切割车压头下降，使切割车利用自重固定在板坯内弧表面，依靠拉矫机出坯动力带动切割车行走，同时两个切割枪相对行走进行切坯操作。当两枪相遇后，其中一个切割枪熄火并返回，另外一个切割枪继续切割一段距离后熄火并返回，此时默认为切割结束。

但是，在板坯连铸机生产过程中，因切割枪枪体变形、两枪位置发生偏差等原因，会造成两个切割枪不在一条直线上，导致板坯切不断现象发生，甚至发生卧坯等恶性事故。因此，如何准确的检测板坯是否切断，进而保证安全生产成为连铸技术中十分重要的研究方向。

发明内容

本发明提供了一种检测板坯切割的方法及系统，以解决或者部分解决无法准确检测板坯是否切断所引发的安全事故。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种检测板坯切割的方法，该方法应用于视觉控制系统，该方法包括：

当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；

从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；

从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；

通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态并将所述切割状态返回给所述连铸机一级控制系统，所述切割状态为：已切断或者未切断。

优选的，所述接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像之后，所述方法还包括：

对所述板坯切割图像进行灰度处理。

优选的，所述特征信息具体包括：断面亮度、断面长度、断面宽度、断面面积、断面形状中的一个或者多个。

优选的，所述方法还包括：

获得板坯的钢种信息；

根据所述钢种信息所述板坯的切割基准信息，所述切割基准信息包括断面亮度基准，断面长度基准、断面宽度基准、断面面积基准、断面形状基准中的一个或者多个。

优选的，所述通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态，包括：

利用所述切割基准信息对所述特征信息进行分析，确定出所述板坯的切割状态。

本发明公开了一种视觉控制系统，所述系统包括：

接收单元，用于当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；

第一提取单元，用于从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；

第二提取单元，用于从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；

确定单元，用于通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态并将所述切割状态返回给所述连铸机一级控制系统，所述切割状态为：已切断或者未切断。

本发明公开了一种检测板坯切割的方法，所述方法应用于连铸机一级控制系统，所述方法包括：

当切割车切割结束后，所述连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使所述视觉控制系统响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态；

接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，所述切割状态为：已切断或者未切断。

本发明公开了一种连铸机一级控制系统，所述系统包括：

发送模块，用于当切割车切割结束后，所述连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使所述视觉控制系统响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态；

接收模块，用于接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，并根据所述切割状态控制所述切割车进行切割任务，所述切割状态为：已切断或者未切断。

优选的，所述系统还包括：

延时模块，用于当切割车切割结束后，增加延时控制延时预设时间段；

控制模块，用于在所述预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到所述切割车未达到终止位置时，控制切割车准备下一次切割任务；还用于在检测到还用于在所述预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到所述切割车达到所述终止位置时，控制切割车压头自动抬起并返回；在所述预设时间段内接收到未切断的切割状态时，控制所述切割车压头继续保持压下状态。

本发明公开了一种检测板坯切割的系统，包括：

连铸机一级控制系统，用于当切割车切割结束后，发送切割结束指令给视觉控制系统；

所述视觉控制系统，用于响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态，所述切割状态为：已切断或者未切断；

所述连铸机一级控制系统，用于接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，并根据所述切割状态控制所述切割车进行切割任务。

通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：

本发明公开了一种检测板坯切割的方法及系统，为了准确检测板坯的切割状态，进而避免安全事故的发生，在板坯切割过程中引入视觉控制系统，通过视觉控制系统准确判断出板坯的切割状态，并且联合连铸机一级控制系统来根据板坯状态控制切割机的切割过程，进而能够避免板坯切不断现象发生，保证切割过程的顺利进行，保障生产的安全性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了根据本发明一个实施例的一种检测板坯切割的方法的实施过程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的视觉控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请所属技术领域中的技术人员更清楚地理解本申请，下面结合附图，通过具体实施例对本申请技术方案作详细描述。

为了准确检测板坯的切割状态，进而避免安全事故的发生，本发明实施例公开了一种检测板坯切割的方法。在板坯切割过程中引入视觉控制系统，通过视觉控制系统准确判断出板坯的切割状态，并且联合连铸机一级控制系统来根据板坯状态控制切割机的切割过程，进而能够避免板坯切不断现象发生，保证切割过程的顺利进行，保障生产的安全性。

在下面的实施例中，本发明先介绍检测板坯切割的系统，包括：连铸机一级控制系统和视觉控制系统。连铸机一级控制系统的主要作用是控制切割车执行切割任务，视觉控制系统主要用作准确判断出板坯的切割状态，避免板坯切不断现象发生，保证切割过程的顺利进行。

下面介绍各系统的具体作用。

连铸机一级控制系统，用于当切割车切割结束后，发送切割结束指令给视觉控制系统。

视觉控制系统，用于响应切割结束指令计算并判断铸坯是否切断。

在具体的实施过程中，视觉控制系统在切割车尾部位置增加高清摄像头，实时监测切割车及板坯切割状态。当连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统之后，视觉控制系统控制高清摄像头进行拍照，得到板坯切割图像。然后视觉控制系统计算并判断铸坯是否切断，如已切断，给出控制命令1；如未切断，给出控制命令2。

值得注意的是，视觉控制系统基于Python+Opencv+PyQt联合开发，采用多线程形式避免画面显示卡顿，主线程用来界面展示，分线程用来图像采集及图像处理。由于切割断面长度、宽度因为钢种不同会有变化，我们采用了ROI自动跟踪方法识别切割后断面特征，为了避免光线、铸坯温度对识别断面造成影响，在得到图像后采用了灰度阈值自动调整的方法。

在具体的判断过程中，响应切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析特征信息确定出板坯的切割状态，切割状态为：已切断或者未切断。

特征信息具体包括：断面亮度、断面长度、断面宽度、断面面积、断面形状中的一个或者多个。而在判断之前，视觉控制系统还会获得板坯的钢种信息；根据钢种信息板坯的切割基准信息，切割基准信息包括断面亮度基准，断面长度基准、断面宽度基准、断面面积基准、断面形状基准中的一个或者多个。

故在判断时，利用切割基准信息对特征信息进行分析，确定出板坯的切割状态。具体来说，先确定出特征信息中的具体包含有哪些信息，然后调用对应的切割基准信息进行判断即可。假设有一个特征信息，则直接采用其对应的切割基准信息进行判断即可。例如，每块铸坯切割完成后在摄像机角度均会留下较亮断面，若切割断面的亮度未达到断面亮度基准，视为未切断。

假设有多个特征信息，那么需判断是否有预设数目的特征信息的判断结果都是已切断，若是，则可表示板坯切断。而具体的预设数目可根据实际情况而定。例如特征信息中同时包含有断面亮度、断面长度、断面形状。则若断面长度达到断面长度基准，断面形状满足断面形状基准中的任一断面形状，则即便亮度未达到要求，也可以判断其已经切断。

连铸机一级控制系统，用于接收由视觉控制系统发送的切割状态，并根据切割状态控制切割车进行切割任务。

作为一种可选的实施例，当连铸机一级控制系统收到切割结束信号时，增加延时控制，延时预设时间段。例如，增加延时控制t1(3～5s)。

例如，在预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到切割车未达到终止位置时，控制切割车准备下一次切割任务；还用于在检测到还用于在预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到切割车达到终止位置时，控制切割车压头自动抬起并返回；在预设时间段内接收到未切断的切割状态时，控制切割车压头继续保持压下状态。

在具体的实施过程中，增加延时控制之后，检测视觉系统反馈的控制命令，如t1时间范围内收到控制命令1，切割车压头自动抬起并返回，准备下一次切割任务；如t1时间范围内收到控制命令2，切割车压头继续保持压下状态，并在一级操作画面弹出预警提示，通知操作人员再次进行切割。而当切割车位置处于r1(8.9～10.5米)范围内收到控制命令2时，切割车压头抬起并返回，同时在一级操作画面弹出预警提示。

以上是本实施例的系统的具体实施原理。基于同一发明构思，下面的实施例从视觉控制系统侧介绍检测板坯切割的方法，参看图1，该方法包括：

步骤11，当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像。

当连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统之后，视觉控制系统控制高清摄像头进行拍照，得到板坯切割图像。然后视觉控制系统计算并判断铸坯是否切断，如已切断，给出控制命令1；如未切断，给出控制命令2。

值得注意的是，视觉控制系统基于Python+Opencv+PyQt联合开发，采用多线程形式避免画面显示卡顿，主线程用来界面展示，分线程用来图像采集及图像处理。由于切割断面长度、宽度因为钢种不同会有变化，我们采用了ROI自动跟踪方法识别切割后断面特征，为了避免光线、铸坯温度对识别断面造成影响，在得到图像后，采用了灰度阈值自动调整的方法对板坯切割图像进行灰度处理。

步骤12，从板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域。

步骤13，从板坯切割断面区域提取出特征信息。

其中，特征信息具体包括：断面亮度、断面长度、断面宽度、断面面积、断面形状中的一个或者多个。

而在判断之前，为了准确对特征信息进行分析，故视觉控制系统还会获得板坯的钢种信息；根据钢种信息板坯的切割基准信息。切割基准信息是用于识别板坯切断的判断标准，若不满足切割基准信息，表示板坯未被切断。值得注意的是，不同钢种的板坯的切割基准信息不同。

板坯切割后切割基准信息包括断面亮度基准，断面长度基准、断面宽度基准、断面面积基准、断面形状基准中的一个或者多个。

故在判断时，利用切割基准信息对特征信息进行分析，确定出板坯的切割状态，能够准确的获知板坯是否切断。具体来说，先确定出特征信息中的具体包含有哪些信息，然后调用对应的切割基准信息进行判断即可。假设有一个特征信息，则直接采用其对应的切割基准信息进行判断即可。例如，每块铸坯切割完成后在摄像机角度均会留下较亮断面，若切割断面的亮度未达到断面亮度基准，视为未切断。

假设有多个特征信息，那么需判断是否有预设数目的特征信息的判断结果都是已切断，若是，则可表示板坯切断。而具体的预设数目可根据实际情况而定。例如特征信息中同时包含有断面亮度、断面长度、断面形状。则若断面长度达到断面长度基准，断面形状满足断面形状基准中的任一断面形状，则即便亮度未达到要求，也可以判断其已经切断。

步骤14，通过分析特征信息确定出板坯的切割状态并将切割状态返回给连铸机一级控制系统。

在具体的实施过程中，可返回切割状态对应的控制指令给连铸机一级控制系统。如已切断，给出控制命令1；如未切断，给出控制命令2。

通过上述一个或者多个实施例描述了检测板坯切割的具体实施过程，通过在连铸机一级控制系统的基础上引入视觉控制系统，采集切割机切割后板坯切割图像进行分析，进而准确的判断出板坯的切割状态，并且联合连铸机一级控制系统来根据板坯状态控制切割机的切割过程，进而能够避免板坯切不断现象发生，保证切割过程的顺利进行，保障生产的安全性。

基于同一发明构思，下面的实施例公开了一种视觉控制系统，参看图2，该系统包括：

接收单元21，用于当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；

第一提取单元22，用于从板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；

第二提取单元23，用于从板坯切割断面区域提取出特征信息；

确定单元24，用于通过分析特征信息确定出板坯的切割状态并将切割状态返回给连铸机一级控制系统，切割状态为：已切断或者未切断。

基于同一发明构思，下面的实施例从连铸机一级控制系统侧介绍了一种检测板坯切割的方法，该方法包括如下步骤：

当切割车切割结束后，连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使视觉控制系统响应切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析特征信息确定出板坯的切割状态。而具体的分析过程请参看上述实施例的描述，本申请在此不再赘述。

而对于连铸机一级控制系统来说，接收由视觉控制系统发送的切割状态，切割状态为：已切断或者未切断。

关于连铸机一级控制系统的具体实施过程在上述多个实施例中已经有详细描述，故在此不再赘述。

基于同一发明构思，下面的实施例公开了一种连铸机一级控制系统，该系统包括：

发送模块，用于当切割车切割结束后，连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使视觉控制系统响应切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析特征信息确定出板坯的切割状态；

接收模块，用于接收由视觉控制系统发送的切割状态，并根据切割状态控制切割车进行切割任务，切割状态为：已切断或者未切断。

作为一种可选的实施例，该系统还包括：

延时模块，用于当切割车切割结束后，增加延时控制延时预设时间段；

控制模块，用于在预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到切割车未达到终止位置时，控制切割车准备下一次切割任务；还用于在检测到还用于在预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到切割车达到终止位置时，控制切割车压头自动抬起并返回；在预设时间段内接收到未切断的切割状态时，控制切割车压头继续保持压下状态。

关于连铸机一级控制系统的具体实施过程在上述多个实施例中已经有详细描述，故在此不再赘述。

通过本发明的一个或者多个实施例，本发明具有以下有益效果或者优点：

为了准确检测板坯的切割状态，进而避免安全事故的发生，本发明实施例公开了一种检测板坯切割的方法。在板坯切割过程中引入视觉控制系统，通过视觉控制系统准确判断出板坯的切割状态，并且联合连铸机一级控制系统来根据板坯状态控制切割机的切割过程，进而能够避免板坯切不断现象发生，保证切割过程的顺利进行，保障生产的安全性。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的普通技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种检测板坯切割的方法，所述方法应用于视觉控制系统，其特征在于，所述方法包括：

当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；

从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；

从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；

通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态并将所述切割状态返回给所述连铸机一级控制系统，所述切割状态为：已切断或者未切断。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像之后，所述方法还包括：

对所述板坯切割图像进行灰度处理。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征信息具体包括：断面亮度、断面长度、断面宽度、断面面积、断面形状中的一个或者多个。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获得板坯的钢种信息；

根据所述钢种信息所述板坯的切割基准信息，所述切割基准信息包括断面亮度基准，断面长度基准、断面宽度基准、断面面积基准、断面形状基准中的一个或者多个。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态，包括：

利用所述切割基准信息对所述特征信息进行分析，确定出所述板坯的切割状态。

6.一种视觉控制系统，其特征在于，所述系统包括：

接收单元，用于当切割车切割结束后，响应由连铸机一级控制系统发送的切割结束指令，接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；

第一提取单元，用于从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；

第二提取单元，用于从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；

确定单元，用于通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态并将所述切割状态返回给所述连铸机一级控制系统，所述切割状态为：已切断或者未切断。

7.一种检测板坯切割的方法，所述方法应用于连铸机一级控制系统，其特征在于，所述方法包括：

当切割车切割结束后，所述连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使所述视觉控制系统响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态；

接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，所述切割状态为：已切断或者未切断。

8.一种连铸机一级控制系统，其特征在于，所述系统包括：

发送模块，用于当切割车切割结束后，所述连铸机一级控制系统发送切割结束指令给视觉控制系统，以使所述视觉控制系统响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态；

接收模块，用于接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，并根据所述切割状态控制所述切割车进行切割任务，所述切割状态为：已切断或者未切断。

9.如权利要求8所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：

延时模块，用于当切割车切割结束后，增加延时控制延时预设时间段；

控制模块，用于在所述预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到所述切割车未达到终止位置时，控制切割车准备下一次切割任务；还用于在检测到还用于在所述预设时间段内接收到已切断的切割状态，并且检测到所述切割车达到所述终止位置时，控制切割车压头自动抬起并返回；在所述预设时间段内接收到未切断的切割状态时，控制所述切割车压头继续保持压下状态。

10.一种检测板坯切割的系统，其特征在于，包括：

连铸机一级控制系统，用于当切割车切割结束后，发送切割结束指令给视觉控制系统；

所述视觉控制系统，用于响应所述切割结束指令接收由切割车尾部的摄像组件拍摄的板坯切割图像；从所述板坯切割图像中提取出板坯切割断面区域；从所述板坯切割断面区域提取出特征信息；通过分析所述特征信息确定出所述板坯的切割状态，所述切割状态为：已切断或者未切断；

所述连铸机一级控制系统，用于接收由所述视觉控制系统发送的所述切割状态，并根据所述切割状态控制所述切割车进行切割任务。

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