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1、38南钢科技与管理2007年第2期基于光学影像的钢板在线自动测量系统牛继龙(中板厂)摘要:在中厚钢板轧制过程中,钢板的实时及最终长宽尺寸和板形是非常重要的控制量。本文介绍一种基于光学影像的非接触钢板测量方法。实际运用证明,基于光学影像的钢板在线自动测量系统,可以完成实时及最终钢板几何尺寸的测量及描述,测量数据可用于生产过程的监控及后续工序的规划。关键词:钢板测量光学影像图像处理OnlineAutomaticMeasuringSystemBasedonPlateofOpticalImageNiuJilong(Med
2、iumPlatePlant)Abstract:Realtimeofsteelplateandfinalsizeswithlongandwideaswellasprofilearevitalcontrollingquantitiesinplaterolling.Thispaperintroducesanoncontactedmeasurementmethodofsteelplatebasedonopticalimage.Ithasprovedthatonlineautomaticmeasuringsystembasedonsteelplateo
3、fopticalimagecanmeasurerealtimeandfinalgeometricsizeofsteelplateandthesedatacanmonitorthecourseofproductionandprogramnextprocess.Keywords:steelplate;measurement;opticalimage;imageprocessing1引言2钢板测量系统结构随着生产向现在集约化方向的发展,国内外用基于光学影像的钢板在线测量系统由硬件系统户对钢铁等基本工业材料的规格要求越来越多样,及软件组成。质量要求越
4、来越高。钢铁板材的尺寸是国内、国际硬件系统结构如图1所示:产品标准中重要的技术指标。如何测量和控制好钢系统硬件主要由高分辨率的CCD相机组、温控板的尺寸,无论是对钢铁生产企业的质量提高、成本子系统、同步控制器、视频分支器、测量计算机、控制的降低,还是对最大限度满足客户的多样化需求、提计算机及相应电路构成。CCD相机组、温控子系统、高产品的竞争力,都具有非常重要的意义。同步控制器位于生产线上方;测量计算机、控制计算中板厂基于技术改造及生产的实际需要,现已机、视频分支器及显示设备位于控制室。引进一套基于光学影像的钢板在线测量系统,经过根据中板厂热轧钢
5、板测量技术要求及现场实际系统的安装、调试及测试,该系统已经正式投入运情况,安装7台高解析度固体CCD相机(C1~C7)于行,并在生产中发挥重要作用。轧板生产线厂房房顶,C1相机用于测量钢板离轧机本文结合钢板在线自动测量系统的实际使用情2米处的实时宽度,C2~C7相机用于测量钢板的长况,系统结构、关键技术及应用做简要的介绍和分析。度及宽度。测量计算机主要完成钢板的实时测量,2007年第2期南钢科技与管理39控制计算机则主要进行系统整体运行情况的监控,单元电压是否正常。由于设备安装远离生产线,钢如监视各相机图像,监控各相机单
6、元温度及各相机板测量系统不改动原有设备和改变轧制工艺。图1硬件系统结构测量系统的软件主要由图像采集模块、数字图络传送到生产线下级工序。像处理模块、摄影测量解算模块、板形分析模块、标定模块及控制模块组成。3关键技术分析系统运行过程中,7台相机形成不小于3米宽27基于光学影像的钢板在线测量系统是一套集光米长的测量场对实时运动在轧机后面的红热钢板进学、电子、计算机及测绘技术于一体的高科技系统,行光学摄影。摄像机内高光敏度的CCD器件将钢板其中主要的关键技术有以下几点:光学图像转换为电子图像模拟信号,电子图像模拟(1)CCD光学成像信号经同轴屏蔽
7、电缆传输到控制室。钢板电子图像基于光学影像的测量系统,都是在获得被测量模拟信号经多路高速图像采集卡转换为数字图像输物体的光学图像的基础上,对目标进行分析测量的,入计算机,计算机快速分析钢板的数字图像,实时提其核心部件是光传感器件和转换器件。目前光传感取钢板数字边缘信息。根据预先标定好的各相机参和转换器件主要有CCD(电荷耦合器件)和CMOS数,应用基于摄影测量原理,钢板数字边缘信息解算(金属氧化物的半导体材料)两种。成实际钢板轮廓信息,从而提取钢板的几何尺寸及CCD制造工艺较复杂,在成像方面,CCD的成像钢板板形参数。由于使用面阵CCD摄像机,并
8、且,相通透性、色彩还原、明锐度都很好,曝光准确,分辨率邻两相机测量场有一定的重叠度,所以,只要钢板处高,动态范围大。而CMOS的往往通透
