基于機器視覺的中厚鋼板輪廓檢測系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著中國制造業(yè)的快速發(fā)展，中厚鋼因其機械性能優(yōu)良、成品的尺寸精度高等特點已經(jīng)被廣泛地用在制造業(yè)的各個領域內(nèi)。與此同時，對中厚鋼成品的板形質(zhì)量要求也越來越高。對于中厚鋼板的板形檢測，傳統(tǒng)的人工視覺檢測已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代工業(yè)的檢測要求，因此尋求一種基于機器視覺的檢測系統(tǒng)已經(jīng)成為板形檢測的發(fā)展趨勢，也得到了很多研究機構(gòu)和鋼鐵企業(yè)的認同和重視。近幾年來，一些具有非接觸式、檢測精度高、數(shù)據(jù)處理速度快、實時性能強等優(yōu)點的機器視覺檢測技術已經(jīng)廣泛地被應

2、用在中厚鋼板形的檢測中，在此背景下，本文提出了一種基于機器視覺的中厚鋼板輪廓檢測系統(tǒng)用來實現(xiàn)待測中厚鋼板板的輪廓檢測。
　　論文以運動的中厚鋼板作為研究對象，提出了一種基于機器視覺的輪廓檢測方法。該檢測系統(tǒng)由入射角度可控線激光源、CMOS面陣相機、磁柵測速裝置、圖像的采集子系統(tǒng)等組成。檢測時，通過對目標圖像的獲取與處理后實現(xiàn)輪廓信息的提取，然后將輪廓數(shù)據(jù)匹配速度數(shù)據(jù)以此實現(xiàn)對運動中的中厚鋼板輪廓的擬合和顯示。論文著重于中厚板的速度

3、獲取、相機的高度標定和參數(shù)標定、亮線圖像的處理算法包括亮線縱向位置的提取算法、亮線端點位置坐標的近似提取算法和亞像素提取算法以及亮線縱向位置提取的重復檢測精度、亮線端點提取的重復檢測精度分析和標定板高度和寬度檢測精度的分析等內(nèi)容的研究。本論文研究的詳細內(nèi)容包括以下幾點:
　　(1)詳細介紹了國內(nèi)外機器視覺檢測技術和中厚鋼板輪廓檢測技術的研究現(xiàn)狀。探討了論文的研究背景和意義，最后通過分析目前國內(nèi)中厚板輪廓檢測的研究現(xiàn)狀以及本論文預期

4、的檢測目標，提出了一種基于機器視覺的中厚板輪廓檢測系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以實現(xiàn)激光源控制、圖像采集、圖像處理、輪廓顯示等功能。
　　(2)針對中厚板的運動速度要求，設計了基于磁柵傳感器的中厚鋼板測速裝置，并基于labview開發(fā)了速度采集界面，對獲取的速度進行處理，在此基礎上探討了無干擾情況下的速度獲取以及有干擾下的速度獲取，最后將兩種情況下的速度數(shù)據(jù)匹配端點坐標數(shù)據(jù)，擬合出中厚板的輪廓數(shù)據(jù)。
　　(3)為了探討高度與相機視覺變化的

5、關系，本文設計了一種新的標定裝置并結(jié)合高度標定原理實現(xiàn)了相機的標定，利用一次函數(shù)和二次次函數(shù)分別對標定數(shù)據(jù)進行曲線擬合，通過比較擬合參數(shù)，得到更精確的擬合函數(shù)關系，從而實現(xiàn)了圖像坐標系和平面坐標系之間的相互轉(zhuǎn)換。同時結(jié)合小孔成像模型對相機的參數(shù)進行了標定。
　　(4)針對中厚板輪廓檢測系統(tǒng)所拍攝圖像的特征，為了能精確地提取出圖像亮線端點的的位置坐標，提出了一種縱向搜索的提取算法，該算法能夠提取出亮線端點的像素級坐標并可以統(tǒng)計出端點

6、的個數(shù)。為了進一步提高檢測精度，本文研究了一種基于二次投影的端點坐標提取算法，該算法可將端點坐標精確到亞像素級別。
　　(5)針對中厚板輪廓檢測系統(tǒng)所檢測的輪廓數(shù)據(jù)，對其檢測精度進行分析，包括對亮線中的縱向位置坐標提取的精度分析以及亮線的端點位置坐標提取的精度分析，通過計算知，亮線的縱向位置坐標提取的重復精度可達0.2013pixel，亮線的端點位置提取的重復檢測精度可達0.1689pixel。
　　(6)針對論文的研究內(nèi)容