CN208505241U - 一种轧钢板宽度的测量机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于轧钢板宽度测量工具技术领域，具体涉及一种轧钢板宽度的测量机构。一种轧钢板宽度的测量机构，使用于轧钢板宽度的测量，包括安装于待测板材的正上方的安装支架，所述的安装支架上安装有相机一和相机二，所述的相机一和相机二的安装中线保证处于同一水平线，相机一和相机二本身垂直于待测板材设置，所述的相机一和相机二之间的中间位置上设置有激光发生器，所述的安装支架的两侧分别设置有控制相机一和相机二工作触发信号的光电开关。本实用新型结构简单，所有操作均可一键操作，无需专业机器视觉相关知识掌握；非接触式测量自动测量，无需人工操作，减少人员和工作量。
Description
技术领域
本实用新型属于轧钢板宽度测量工具技术领域，具体涉及一种轧钢板宽度的测量机构。
背景技术
在板材的生产过程中，板材的在线宽度检测需要精确控制，目前宽度测量一般有以下几种方式：1.人工测量，方式误差波动较大，占用人力资源并且劳动强度大；2.激光测量，精度高，对环境比较敏感，高温、灰尘对精度影响比较大，成本较高；3.双目视觉相机测量，精度较高，成本较高。
发明内容
本实用新型的目的在于针对现有技术中存在的问题提供一种轧钢板宽度的测量机构，该测量机构为非接触式测量，可自动测量，无需人工操作，减少人员和工作量，最大程度避免了现场光线干扰和钢板的侧移造成的精度误差。
本实用新型的技术方案是：
一种轧钢板宽度的测量机构，使用于轧钢板宽度的测量，包括安装于待测板材的正上方的安装支架，所述的安装支架上安装有相机一和相机二，所述的相机一和相机二的安装中线保证处于同一水平线，相机一和相机二本身垂直于待测板材设置，所述的相机一和相机二之间的中间位置上设置有激光发生器，所述的安装支架的两侧分别设置有控制相机一和相机二工作触发信号的光电开关。
具体的，所述的相机一和相机二都为近红外工业相机。
具体的，所述的待测板材的两侧边缘能同时位于相机一的视野范围内，所述的待测板材的两侧边缘能同时位于相机二的视野范围内。
具体的，所述的安装支架的上方设置遮光板。
本实用新型提供的轧钢宽度的测量装置，通过两个进红外工业相机实时的对轧钢进行图像采集，同时通过检测激光信号，由视觉算法得到轧钢宽度，使用光线干扰和轧钢侧移补偿算法，大大减少了外部环境对精度的影响；加装遮光板，进一步减少光线对精度影响；激光器的光线明亮、集中，前景和背景分离明显，可较为精确的得到板材边缘的位置，避免了板材图像和背景图像的混淆导致的精度误差；视觉算法的补偿机制，最大程度避免了现场光线干扰和钢板的侧移造成的精度误差。
本实用新型结构简单，所有操作均可一键操作，无需专业机器视觉相关知识掌握；非接触式测量自动测量，无需人工操作，减少人员和工作量；只需定期清理相机镜头的灰尘，成本较低，精度较高，最大精度1mm；对于板材宽度方向有较大变形，或者厚板材切割时边缘不整齐度过大，系统可以自动检测，并给出警报，通知操作人员进行相应的人工处理。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是宽度测量计算流程示意图。
1安装支架、2相机一、3相机二、4激光发生器、5待测板材。
具体实施方式
如图1所示为一种轧钢板宽度的测量机构的结构示意图，使用于轧钢板宽度的测量，包括安装于待测板材5的正上方的安装支架1，所述的安装支架1的上方设置遮光板。所述的安装支架1上安装有相机一2和相机二3，所述的相机一2和相机二3都为近红外工业相机，所述的相机一2和相机二3的安装中线保证处于同一水平线，相机一2和相机二3本身垂直于待测板材5设置，所述的待测板材5的两侧边缘能同时位于相机一2的视野范围内，所述的待测板材5的两侧边缘能同时位于相机二3的视野范围内，所述的相机一2和相机二3之间的中间位置上设置有激光发生器4，所述的安装支架1的两侧分别设置有控制相机一2和相机二3工作触发信号的光电开关。
使用本实用新型进行轧钢的宽度测量时，需要将激光发生器4、控制相机一2和相机二3工作触发信号的光电开关与上位机电脑处理器连接，其处理流程图如图2所示。
使用本实用新型提供的轧钢板宽度的测量机构进行视觉算法的具体过程如下：首先通过相机一2和相机二3获取图片，然后进行灰度归一化，将归一化后的图像进行滤波；接着对处理后的图像进行边缘提取，并提取出激光发生器4投射光条在轧钢上的轮廓，由于轧钢加工边缘平整度粗糙和环境的干扰，导致轮廓边缘非常不规则，并且可能存在孔洞或者粘连其它干扰区域，需要对轮廓进行形态学处理，消除不规则边缘、孔洞和粘连，得到较为平滑的轮廓特征，计算轮廓间距可得到轮廓边缘到图像中心的位移；最后将两幅图像处理的结果相加再考虑相机中心间距，倾斜角度，最终得到测量宽度值。
所以使用视觉算法的同时还使用了补偿算法，其具体过程包括如下亚像素精度间距补偿、侧移补偿和相机倾斜补偿。
1、亚像素精度间距补偿，由于激光发生器4得到的轮廓不可能为标准的矩形，宽度方向的边不可能平行，因此，通过计算矩形边长参数得到数值与实际的宽度信息存在误差。因此，需要进行补偿。其补偿算法过程是：首先将形态学处理后的轮廓亚像素化，然后通过直线拟合，得到轮廓边缘的拟合直线，在宽度方向上，计算两条直线的各点间距，并求取平均值，作为最后的结果。
2、侧移补偿，钢板在行进中，会发生小幅侧移，而两个相机的拍摄时间由于网络通讯的延迟，会有100-300毫秒的延迟，导致进行宽度计算时，所以得到的两张图像会发生错位现象，错位程度和侧移幅度成正比，可以达到毫米级别，因此，对宽度测量结果影响较大。针对于此，需要进行补偿。由于侧移速度基本保持恒定，因此每个相机拍摄三张图像，根据边缘位置距离相机中心的位移可以计算出侧移速度，然后根据同一时刻拍摄图像的时间差，可以计算出同一时刻两侧图像的侧移值，根据侧移方向，在最后的计算结果加上或者减去侧移值，即可大大消除侧移的影响。
3、相机倾斜补偿，两个相机安装不可能保证完全的水平，或者长时间运
行震动导致相机位置发生变化，因此视野可能会有倾斜偏差，给计算结果带来误差。为了解决此问题，在相机标定时，需要使用标定板进行测量，将得到的标定板矩形大小和实际大小进行比较，反推出两个相机的倾斜角度，作为补偿参数代入实际测量。
实际安装两个相机时，两个相机的距离根据轧钢的行进宽度方向的范围来确定安装位置，即保证轧钢的两侧边缘都能分别出现在两个相机的视野内。另外，两个相机的安装中线尽量保证处于同一水平线，并且相机本身必须垂直于轧钢。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。
Claims (4)
1.一种轧钢板宽度的测量机构，使用于轧钢板宽度的测量，包括安装于待测板材（5）的正上方的安装支架（1），其特征在于，所述的安装支架（1）上安装有相机一（2）和相机二（3），所述的相机一（2）和相机二（3）的安装中线保证处于同一水平线，相机一（2）和相机二（3）本身垂直于待测板材（5）设置，所述的相机一（2）和相机二（3）之间的中间位置上设置有激光发生器（4），所述的安装支架（1）的两侧分别设置有控制相机一（2）和相机二（3）工作触发信号的光电开关。
2.根据权利要求1所述轧钢板宽度的测量机构，其特征在于，所述的相机一（2）和相机二（3）都为近红外工业相机。
3.根据权利要求1所述轧钢板宽度的测量机构，其特征在于，所述的待测板材（5）的两侧边缘能同时位于相机一（2）的视野范围内，所述的待测板材（5）的两侧边缘能同时位于相机二（3）的视野范围内。
4.根据权利要求1所述轧钢板宽度的测量机构，其特征在于，所述的安装支架（1）的上方设置遮光板。
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