CN202548896U - 一种钢材包装参数的测量系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及钢材包装技术领域，提供了一种钢材包装参数的测量系统，该钢材包装参数的测量系统包括照明灯、摄像机和处理终端，摄像机根据照明灯对钢材区域的照射，对钢材进行图像拍摄，处理终端将摄像机拍摄的图像进行采集，并对图像进行解析处理，计算获取得到图像中钢筋的数量和尺寸数据。整个测量系统实现自动化，与人工计数方法相比，提高了工作效率，节约了劳动力；与光电装置相比，计数更准确，响应速度快，可以实现在线计数；与基于截面图像的方法相比，不需要先打包再计数，不存在截面粘连问题。

Description

一种钢材包装参数的测量系统

技术领域

本实用新型属于钢材包装技术领域，尤其涉及一种钢材包装参数的测量系统。

背景技术

由于钢材市场发展的需要，轧钢厂生产的钢筋成品需要按规定的根数和尺寸进行标准化打捆包装，因此，钢材计数成为生产过程中必不可少步骤。

当前，在定支打捆和计数过程中，钢筋生产厂主要采用人工计数和设备计数的方式，但是这两种计数方式都存在缺陷，其具体为：

人工计数能够保证精度，但消耗了大量的人力和财力，如果人工长时间的目测计数，会引起眼睛的极大疲劳，进而使计数结果产生较大的误差；

基于光电装置的计数方式主要采用光电方法测量并控制机械装置，这可以减轻工作强度，但对于小端面的棒材计数精度较差，且存在由于光电管老化问题的影响，难以满足当前高效的自动化生产要求；

另外，基于截面图像的方法，近几年随着电荷耦合器件技术的发展，轧钢厂开始尝试通过采集捆装钢筋断面图像，利用图像处理的方法来解决钢筋自动计数问题，但其方法的准确性和实用性都是建立在对棒材横截面很好的打包预处理基础之上的，由于棒材采集环境恶劣，采集的图像往往存在较强的噪声，加之光线频繁变化，棒材横截面图像质量较差，横截面重叠粘连现象比较严重，这为棒材的最终识别计数带来了很大的困难。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于提供一种钢材包装参数的测量系统，旨在解决的问题是：在钢材定支打捆和计数过程中，所采用的人工计数和设备计数的方式都存在缺陷：人工计数消耗了大量的人力和财力，而且容易疲劳，导致误差产生；光电装置计数的设备容易老化，而且，基于截面图像的方法，对钢材的计数，由于采集的打包后的钢筋的图像往往存在较强的噪声，加之光线频繁变化，棒材横截面图像质量较差，横截面重叠粘连现象比较严重，导致测量计数结果不准确。

本实用新型实施例是这样实现的，一种钢材包装参数的测量系统，所述测量系统具体包括：

用于照亮钢材所在区域的照明灯；

与所述照明灯固定连接，对所述钢材进行图像拍摄的摄像机；

与所述摄像机连接，对所述摄像机拍摄的图像进行采集、解析处理，计算测量得到的所述图像中钢筋的数量和尺寸数据的处理终端。

进一步地，所述处理终端具体包括：

通过总线与所述摄像机连接，将所述摄像机拍摄到的图像采集获取到所述处理终端的图像采集器；

与所述图像采集器连接，将所述图像采集器采集获取到的图像进行存储的存储器；

与所述存储器连接，对所述图像进行解析处理，通过包括灰度变换、滤波、阈值分割、计数的处理方式获取钢筋的数量和尺寸数据的处理器。

进一步地，所述处理器具体包括：

与所述存储器连接，对所述图像进行预处理的预处理单元；

与所述预处理单元连接，对所述预处理单元处理之后的图像进行细化、积分投影操作，计算得到钢筋的数量和尺寸数据的计数单元。

进一步地，所述预处理单元具体包括：

与所述存储器连接，对所述图像进行灰度变换，将彩色图像转换成灰度图像的灰度变换模块；

与所述灰度变换模块连接，将所述灰度图像中包含的噪音和破坏图像边缘的图像特征进行去除操作的滤波降噪模块；

与所述滤波降噪模块连接，将滤波降噪处理后的灰度图像进行钢筋图像和背景图像分离的阈值分割模块。

进一步地，所述计数单元具体包括：

与所述阈值分割模块连接，对所述阈值分割处理之后的图像进行对图像逐层剥离的细化处理模块；

与所述细化处理模块连接，对细化处理后的图像进行投影计数的投影计数模块；

与所述细化处理模块连接，对细化处理后的图像进行尺寸测量的尺寸测量模块。

进一步地，所述处理终端还设置有一用于显示测量获取得到的钢筋的数量和尺寸数据的显示器。

进一步地，所述测量系统还设置有与所述处理终端连接的打印机。

本实用新型实施例提供的钢材包装参数的测量系统包括照明灯、摄像机和处理终端，摄像机根据照明灯对钢材区域的照射，对钢材进行图像拍摄，处理终端将摄像机拍摄的图像进行采集，并对图像进行解析处理，计算获取得到图像中钢筋的数量和尺寸数据。整个测量系统实现自动化，与人工计数方法相比，提高了工作效率，节约了劳动力；与光电装置相比，计数更准确，响应速度快，可以实现在线计数；与基于截面图像的方法相比，不需要先打包再计数，不存在截面粘连问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的钢材包装参数的测量系统的构架示意图；

图2是本实用新型实施例提供的处理终端的结构示意图；

其中：1-照明灯，2-摄像机，3-处理终端，31-图像采集器，32-存储器，33-处理器，331-预处理单元，332-计数单元，3311-灰度变换模块，3312-滤波降噪模块，3313-阈值分割模块，3321-细化处理模块，3322-投影计数模块，3323-尺寸测量模块。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

请参阅图1和图2，本实用新型实施例提供的钢材包装参数的测量系统具体包括照明灯1、摄像机2和处理终端3，其中：

照明灯1用于照亮钢材所在区域，其中，钢材放置在一放置平台上，该照明灯1可以设置在这个放置平台上方位置较高的地方，该照明灯1的灯光能覆盖全部钢材区域；摄像机2与照明灯1可以固定连接在一起，其对钢材进行图像拍摄，其中，照明灯1和摄像机2可以通过一固定装置固定在高处；处理终端3与摄像机2连接，对摄像机2拍摄的图像进行采集、解析处理，计算测量得到的图像中钢筋的数量和尺寸数据。

在本实用新型实施例中，上述照明灯1可以采用LED照明灯，摄像机2可以采用DH-SV400型号的摄像机，而处理终端可以是PC机，也可以是能够实现处理功能的终端，在此不用以限制本实用新型。

在本实用新型实施例中，上述处理终端3具体包括图像采集器31、存储器32和处理器33，其中：

图像采集器31通过总线与摄像机2连接，将摄像机2拍摄到的图像采集获取到处理终端3；存储器32与图像采集器31连接，将图像采集器31采集获取到的图像进行存储；处理器33与存储器32连接，对图像进行解析处理，通过包括灰度变换、滤波、阈值分割、计数等在内的处理方式获取钢筋的数量和尺寸数据。

在本实用新型实施例中，处理器33具体包括预处理单元331和计数单元332，其中：

预处理单元331与存储器32连接，对图像进行预处理；计数单元332与预处理单元331连接，对预处理单元331处理之后的图像进行细化、积分投影操作，计算得到钢筋的数量和尺寸数据。

在本实用新型实施例中，预处理单元331具体包括灰度变换模块3311、灰度变换模块3312、滤波降噪模块3313和阈值分割模块3314，其中：

灰度变换模块3311与存储器32连接，对图像进行灰度变换，将彩色图像转换成灰度图像；滤波降噪模块3312与灰度变换模块3311连接，计将灰度图像中包含的噪音和破坏图像边缘的图像特征进行去除；阈值分割模块3313与滤波降噪模块3312连接，将滤波降噪处理后的灰度图像进行钢筋图像和背景图像分离。

在本实用新型实施例中，计数单元332具体包括细化处理模块3321、投影计数模块3322和尺寸测量模块3323，其中：

细化处理模块3321与阈值分割模块3313连接，对阈值分割处理之后的图像进行对图像逐层剥离；投影计数模块3322与细化处理模块3321连接，对细化处理后的图像进行投影计数；尺寸测量模块3323与细化处理模块3321连接，对细化处理后的图像进行尺寸测量。

在上述实施例中，处理终端3还设置有一用于显示测量获取得到的钢筋的数量和尺寸数据的显示器34，其中，该显示器34可以是设置在处理终端3上，也可以作为独立一个硬件存在。

在上述实施例中，钢材包装参数的测量系统还设置有与处理终端3连接的打印机(图中未示出)，用于打印参数据，在此不再赘述，但不用以限制本实用新型。

在本实用新型实施例中，上述系统结构仅仅给出其具体的系统组成，其个部件的具体实现如下所述：

下述给出了本实用新型实施例提供的钢材包装参数的测量方法的具体实现流程，其具体包括下述步骤：

在步骤S101中，点亮照明灯1，启动摄像机2，摄像机2进行拍摄工作，图像采集器31通过总线将摄像机2拍摄到的钢筋图片采集到处理终端3中，存储到存储器32中。

在步骤S102中，灰度变换模块3311对采集的图像进行灰度变换，将彩色图像转换成灰度图像。

在本实施例中，结合人眼对颜色的敏感度原理，采用了加权平均法。

在步骤S103中，滤波降噪模块3312计将灰度图像中包含的噪音和破坏图像边缘的图像特征进行去除。

在步骤S104中，阈值分割模块3313将滤波降噪处理后的灰度图像进行钢筋图像和背景图像分离。

在该实施例中，采集的钢筋图像可以视为具有不同灰度级的两类区域(目标和背景)的组合，为了将图像中的钢筋与背景进行分离，其关键是选择合理的分割阈值，当一个像素的灰度值超过这个阈值，就可以说这个像素属于感兴趣的目标，反之则属于背景部分。

在步骤S105中，细化处理模块3321对阈值分割处理之后的图像进行对图像逐层剥离。

对图像逐层剥离的过程，可以理解为：在给定系列具有一定形状的结构元素后，顺序循环地删除满足击中变换的象素。

在步骤S106中，投影计数模块3322对细化处理后的图像进行投影计数。

在该实施例中，细化后的钢筋成了一条单像素的线，检查水平方向上每个像素的值，当从0变到1或者是从1变到0，则计数值加1，累计值就是钢材的根数。

在步骤S107中，尺寸测量模块3323对细化处理后的图像进行尺寸测量。

在该步骤中，其主要基于测量的钢筋数目完成对钢筋直径的测量。

尺寸标定的方法为：采用一标准量块，在不改变测量参数的前提下对测量系统的测量比K＝L/L0进行标定，其中L为该量块的计算机图像尺寸，以像素点个数表示，L0为该量块的标准尺寸，单位是毫米，最终得到该系统每一像素代表的实际长度，系统即完成标定。

在该实施例中，还可以建立钢材参数数据库，用以记录相关的数据信息，在此不再赘述。

上述仅为本实用新型实施例提供的一种实现方式，在此不用以限制本实用新型。

本实用新型实施例提供的钢材包装参数的测量系统包括照明灯、摄像机和处理终端，其中，摄像机根据照明灯对钢材区域的照射，对钢材进行图像拍摄，处理终端将摄像机拍摄的图像进行采集，并对图像进行解析处理，计算获取得到图像中钢筋的数量和尺寸数据。整个测量系统实现自动化，与人工计数方法相比，提高了工作效率，节约了劳动力；与光电装置相比，计数更准确，响应速度快，可以实现在线计数；与基于截面图像的方法相比，不需要先打包再计数，不存在截面粘连问题。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述测量系统具体包括：

用于照亮钢材所在区域的照明灯；

与所述照明灯固定连接，对所述钢材进行图像拍摄的摄像机；

与所述摄像机连接，对所述摄像机拍摄的图像进行采集、解析处理，计算测量得到的所述图像中钢筋的数量和尺寸数据的处理终端。

2.根据权利要求1所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述处理终端具体包括：

通过总线与所述摄像机连接，将所述摄像机拍摄到的图像采集获取到所述处理终端的图像采集器；

与所述图像采集器连接，将所述图像采集器采集获取到的图像进行存储的存储器；

与所述存储器连接，对所述图像进行解析处理，通过包括灰度变换、滤波、阈值分割、计数的处理方式获取钢筋的数量和尺寸数据的处理器。

3.根据权利要求2所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述处理器具体包括：

与所述存储器连接，对所述图像进行预处理的预处理单元；

与所述预处理单元连接，对所述预处理单元处理之后的图像进行细化、积分投影操作，计算得到钢筋的数量和尺寸数据的计数单元。

4.根据权利要求3所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述预处理单元具体包括：

与所述存储器连接，对所述图像进行灰度变换，将彩色图像转换成灰度图像的灰度变换模块；

与所述灰度变换模块连接，将所述灰度图像中包含的噪音和破坏图像边缘的图像特征进行去除操作的滤波降噪模块；

与所述滤波降噪模块连接，将滤波降噪处理后的灰度图像进行钢筋图像和背景图像分离的阈值分割模块。

5.根据权利要求4所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述计数单元具体包括：

与所述阈值分割模块连接，对所述阈值分割处理之后的图像进行对图像逐层剥离的细化处理模块；

与所述细化处理模块连接，对细化处理后的图像进行投影计数的投影计数模块；

与所述细化处理模块连接，对细化处理后的图像进行尺寸测量的尺寸测量模块。

6.根据权利要求1所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述处理终端还设置有一用于显示测量获取得到的钢筋的数量和尺寸数据的显示器。

7.根据权利要求1所述的钢材包装参数的测量系统，其特征在于，所述测量系统还设置有与所述处理终端连接的打印机。

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