CN1442246A - 数字视频轧钢带宽检测系统 - Google Patents

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CN1442246A CN 02113435 CN02113435A CN1442246A CN 1442246 A CN1442246 A CN 1442246A CN 02113435 CN02113435 CN 02113435 CN 02113435 A CN02113435 A CN 02113435A CN 1442246 A CN1442246 A CN 1442246A
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李一民
潘晓露
柯晓兵
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LIPU MACHINE VISION ENGINEERING Co Ltd KUNMING
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LIPU MACHINE VISION ENGINEERING Co Ltd KUNMING
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Abstract

本发明涉及一种数字视频轧钢带宽检测系统，属机器视觉领域的技术产品。系统硬件由购置的标准器件组成。软件由图像采集、识别、测宽、比对、并行处理、报警、生产控制、存储查询、显示、远程传输等模块组成。该系统采用机器视觉技术，实时采集轧钢生产线上带钢图像，提取图像宽度几何特征，与标准带钢进行比对，记录、存储和显示带宽识别信息，并可远程传输到生产控制中心作为上位监控管理。系统具有非接触无损、全天候实时在线自动检测带宽、提取相关带钢信息等特点。可广泛应用于钢铁厂轧钢生产线进行带钢质量检测控制，也可应用于其它类似轧钢工业生产线上作为产品宽度检测和质量控制。

Description

数字视频轧钢带宽检测系统
技术领域：
本发明涉及一种数字视频轧钢带宽检测系统，属机器视觉领域的技术产品。
背景技术：
机器视觉技术指采用非接触的光学器件自动接收和理解真实场景图像以获取信息和/或控制机器和/或处理过程。机器视觉属于具有重大应用前景的运用基础科学，它研究图像信息的获取、传输、处理、与识别。机器视觉研究发展至今，已成为开发机器人、新一代计算机、多媒体、自动控制、光机电一体化等产品的关键技术。自20世纪80年代以来，机器视觉技术被广泛应用于生物、材料、医药、食品、化工、国防、机械、航天等工业生产中，形成了一个巨大的产业。
引证文件：
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发明内容：
本发明提出一种数字视频轧钢带宽检测系统，采用机器视觉技术、计算机图形图像处理、图像压缩存储、数据库、计算机系统集成、并行处理、工业控制技术结合，实时采集轧钢生产线上钢带彩色图像，提取钢带几何特征，识别带宽，与标准带宽进行比对，记录、存储和显示识别信息，并可远程传输到生产控制中心作为上位监控管理。
本发明的数字视频轧钢带宽检测系统技术方案为：系统硬件由照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)组成。软件由图像采集模块、识别模块、测宽模块、比对模块、并行处理模块、报警模块、生产控制模块、存储查询模块、显示模块、远程传输模块组成。
利用机器视觉技术自动检测轧钢带宽的数字视频轧钢带宽检测系统，其实现步骤如下：
1.在轧钢生产线上正确安装数字视频轧钢带宽检测系统；
2.建立标准带宽工艺参数数据库，工艺参数包括：带宽、宽度偏移和中间行偏移；
3.开启照明器(1)；
4.把视频输入器(2)连接到图像采集卡(3)的视频输入端，图像采集卡(3)插接在主控机(4)总线插槽上，显示器(5)连接在主控机(4)显卡上，触发装置(6)连接到主控机(4)的外部通信口如串口、并口、USB接口或图像采集卡(3)的外部触发通信口；
5.将欲执行带宽检测任务的系统软件程序存入主控机(4)的程序存储器中；
6.启动系统的主控机(4)，CPU按程序初始化系统硬件照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)，并初始化系统软件；
7.主控机(4)调用图像采集软件模块控制图像采集卡(3)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期、采样方式或外部触发信号实时采集生产线上视频输入器(2)视场内待检测的带钢图像；
8.主控机(4)调用测宽模块检测带钢宽度几何尺寸；
9.主控机(4)调用识别软件模块对采集到内存的待检测的带钢图像进行图像处理和识别，并提取带钢工艺参数；
10.主控机(4)调用比对软件模块把提取出来的带钢工艺参数与生产线上正在生产的带钢标准工艺参数进行实时比对；
11.如果比对过程中发现任何一个工艺参数不符合产品质量标准，则主控机(4)调用报警模块发出现场报警；
12.主控机(4)调用显示软件模块把检测过程实时显示在显示器(4)上；
13.主控机(4)调用数据存储查询软件模块把识别检测参数实时存入数据库中，供实时或事后排查、以及供生产过程辅助决策分析；
14.主控机(4)调用远程传输软件模块把识别结果通过主控机(4)上的通信端口传输到生产控制中心作为上位监控管理；
15.主控机(3)调用并行处理软件模块对以上所叙的1至14项的任务进行多任务管理以及并行处理，同时控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1.提高自动化水平，减少操作费用，降低人为生产故障；
2.优化生产工艺，有效排查生产设备机械故障；
3.减少废品，取消离线样品检测，保证产品质量；
4.提供检测过程趋势记录，辅助生产决策分析管理。
5.系统所建立的实时生产过程数据库便于检测结果的存储、查询，有效提高管理水平；
6.非接触无损，不会对设备造成任何损坏；
数字视频轧钢带宽检测系统可广泛应用于钢铁厂轧钢生产线进行带钢质量检测控制，也可应用于其它类似轧钢工业生产线上作为产品宽度检测和质量控制。
附图说明
附图1为系统的硬件体系结构框图。
附图2为系统的工作原理框图。
附图3为系统的软件流程图。
具体实施方式
下面结合附图并以带钢质量检测为实例对本发明作进一步详述：
数字视频轧钢带宽检测系统硬件由照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)组成。照明器(1)可以是标准电光源如发光二极管、工业照明灯具、红外、紫外光源，视频输入器(2)可以是标准速率、非标准速率、线阵、面阵视频模拟或数字摄像机、激光、X光机、声纳或可获取图像的标准器件。图像采集卡(3)是标准模拟或数字图像采集卡，也可以是USB接口的数字摄像机或者是视频编辑卡并能与主控机(4)内存进行数据交换的软件模块或硬件模块，插按在主控机(4)的PCI、ISA或相应的标准结构总线上。主控机(4)是具有标准计算机功能的主控设备，含机箱、CPU及其主板、内存、ROM或硬盘、通信口、有源底版等，可以是商用、民用计算机、服务器、工控机、DSP或具有计算机功能的处理器系统。显示器(5)是标准计算机兼容的显示器，一般与主控机(4)连接安放在一起，触发装置(6)可以是光电开关、红外探测器、激光。软件由图像采集模块、识别模块、测宽模块、比对模块、并行处理模块、报警模块、生产控制模块、存储查询模块、显示模块、远程传输模块组成。
本发明的照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)均是可直接购置的标准器件及其组成。
数字视频轧钢带宽检测系统安装在钢铁厂轧钢生产线上作带钢质量检测。系统可以单机运行，也可以网络运行。如果检测过程及检测结果需要远程传输到生产控制中心作为上位监控，则可通过标准的公共或专用有线、无线通信线路连通主控机(4)的通信端口和中心的数据连接端口即可。
利用机器视觉技术对带钢质量进行自动识别检测采用下列步骤：
1.在轧钢生产线上正确安装数字视频轧钢带宽检测系统；
2.建立标准带宽工艺参数数据库，工艺参数包括：带宽、宽度偏移和中间行偏移；
3.开启照明器(1)；
4.把视频输入器(2)连接到图像采集卡(3)的视频输入端，图像采集卡(3)插接在主控机(4)总线插槽上，显示器(5)连接在主控机(4)显卡上，触发装置(6)连接到主控机(4)的外部通信口如串口、并口、USB接口或图像采集卡(3)的外部触发通信口；
5.将欲执行带宽检测任务的系统软件程序存入主控机(4)的程序存储器中；
6.启动系统的主控机(4)，CPU按程序初始化系统硬件照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)，并初始化系统软件；
7.主控机(4)调用图像采集软件模块控制图像采集卡(3)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期、采样方式或外部触发信号实时采集生产线上视频输入器(2)视场内待检测的带钢图像；
8.主控机(4)调用测宽模块检测带钢宽度几何尺寸；
9.主控机(4)调用识别软件模块对采集到内存的待检测的带钢图像进行图像处理和识别，并提取带钢工艺参数；
10.主控机(4)调用比对软件模块把提取出来的带钢工艺参数与生产线上正在生产的带钢标准工艺参数进行实时比对；
11.如果比对过程中发现任何一个工艺参数不符合产品质量标准，则主控机(4)调用报警模块发出现场报警；
12.主控机(4)调用显示软件模块把检测过程实时显示在显示器(4)上；
13.主控机(4)调用数据存储查询软件模块把识别检测参数实时存入数据库中，供实时或事后排查、以及供生产过程辅助决策分析；
14.主控机(4)调用远程传输软件模块把识别结果通过主控机(4)上的通信端口传输到生产控制中心作为上位监控管理；
15.主控机(3)调用并行处理软件模块对以上所叙的1至14项的任务进行多任务管理以及并行处理，同时控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。

Claims (15)

  1. 融合基于彩色图像处理方法、机器视觉技术和并行处理技术构成的数字视频轧钢带宽检测系统，系统硬件由照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)组成；软件由图像采集模块、识别模块、测宽模块、比对模块、并行处理模块、报警模块、生产控制模块、存储查询模块、显示模块、远程传输模块组成；其特征在于检测带钢的实现步骤如下：
    1.在轧钢生产线上正确安装数字视频轧钢带宽检测系统；
  2. 2.建立标准带宽工艺参数数据库，工艺参数包括：带宽、宽度偏移和中间行偏移；
  3. 3.开启照明器(1)；
  4. 4.把视频输入器(2)连接到图像采集卡(3)的视频输入端，图像采集卡(3)插接在主控机(4)总线插槽上，显示器(5)连接在主控机(4)显卡上，触发装置(6)连接到主控机(4)的外部通信口如串口、并口、USB接口或图像采集卡(3)的外部触发通信口；
  5. 5.将欲执行带宽检测任务的系统软件程序存入主控机(4)的程序存储器中；
  6. 6.启动系统的主控机(4)，CPU按程序初始化系统硬件照明器(1)、视频输入器(2)、图像采集卡(3)、主控机(4)、显示器(5)和触发装置(6)，并初始化系统软件；
  7. 7.主控机(4)调用图像采集软件模块控制图像采集卡(3)按系统预先设定的或由用户设定的采样周期、采样方式或外部触发信号实时采集生产线上视频输入器(2)视场内待检测的带钢图像；
  8. 8.主控机(4)调用测宽模块检测带钢宽度几何尺寸；
  9. 9.主控机(4)调用识别软件模块对采集到内存的待检测的带钢图像进行图像处理和识别，并提取带钢工艺参数；
  10. 10.主控机(4)调用比对软件模块把提取出来的带钢工艺参数与生产线上正在生产的带钢标准工艺参数进行实时比对；
  11. 11.如果比对过程中发现任何一个工艺参数不符合产品质量标准，则主控机(4)调用报警模块发出现场报警；
  12. 12.主控机(4)调用显示软件模块把检测过程实时显示在显示器(4)上；
  13. 13.主控机(4)调用数据存储查询软件模块把识别检测参数实时存入数据库中，供实时或事后排查、以及供生产过程辅助决策分析；
  14. 14.主控机(4)调用远程传输软件模块把识别结果通过主控机(4)上的通信端口传输到生产控制中心作为上位监控管理；
  15. 15.主控机(3)调用并行处理软件模块对以上所叙的1至14项的任务进行多任务管理以及并行处理，同时控制系统的开始、停止、人工干预和异常情况处理。
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