[发明专利]钢板板坯尺寸测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及钢板板坯的尺寸测量技术，更具体地说，涉及钢板板坯尺寸的测量方法及装置。

背景技术

在钢材厂的厚板厂二次切割生产线中，经常使用激光多普勒测速测长仪对来料板坯进行长度测量，但在强干扰时，效果不佳。

现有技术利用多普勒频移与被测物体速度之间的线性关系测量板坯速度，再通过时间的积分算出板坯长度。测量中使用光学干涉条纹，必须接受被测物的反射光，测量必须在板坯运动时进行，由于来料板坯表面常有大块的翘起氧化铁皮，有时还出现镰刀弯板形铸坯，来料还会在辊道上运动弹跳，此外，测量点环境水蒸气也严重干扰测量工作，这些强干扰会改变铸坯反射光线的角度。当超出激光多普勒测速测长仪入射角度，就会造成反射光无法传回传感器。针对这些问题，现场人员已经对测长仪进行过局部的技术改进(如：加大发射功率等)，但这些局部改进难以提高板坯运动干扰下的测量准确性，无法根本消除板坯运动测量时诸多现场实际应用难题，且以减少设备使用寿命为代价。因此，板坯静态非接触的图像测量技术是解决现场问题的技术途径之一。

现有的光电图像测量技术，使用线阵图像传感器实时测量热轧钢板生产的宽度值变化量，采用背光源普通照明的方式及线阵的摄像头，未使用组合的激光投线器，该方法投资巨大，也不适合厚板的检测应用。原因为：如采用背光照明方式，由于厚板厚达300毫米，厚板靠近灯光照射一侧的下边缘光的反差较清晰，而CCD只能检测到上表面边缘，这样，厚板上表面测量面的边缘灰度图像反差由于过厚，轮廓就会模糊不明显，边缘随机渐变会造成测量结果失真。在厚板生产中，不易采用此技术测量。此外，厚板是一块块的板坯物流，使用现有的线阵图像测量只能扫描宽度方向，在普通光学镜头系统下，无法进行图像二维扫描，因此该方式也不能满足厚板厂二次切割线生产应用的要求。

综上所述，目前所采用的面阵图像技术与普通光学镜头成像测量，在三维空间，不能进行面对面的长、宽几何量映射方式的测量，于是，就需要一种新的测量技术，能在厚板厂强干扰环境下，大视场、高精度、长期稳定地同步测量出钢板板坯的长度与宽度，以及测量计算时如何主动回避干扰又不影响测量结果。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型的钢板板坯尺寸的测量方法及装置，能在厚板厂强干扰环境下，高精度、稳定地同步测量出钢板板坯的长度与宽度。

根据本发明的一方面，提供一种钢板板坯尺寸的测量方法，包括：使用激光投线器在待测钢板板坯上投射长度方向和宽度方向的激光线，所述长度方向和宽度方向的激光线在钢板板坯上形成至少两个交点；使用摄像机获取钢板板坯的长度方向和宽度方向的图像，其中长度方向使用一个以上的摄像机，参考所投射的激光线实现长度方向的多个图像的无缝拼接；根据所采集的图像，利用所述图像中的投射的激光线，确定长度方向和宽度方向的激光线相交的特征点，以及激光线在钢板板坯边缘的突变点；利用所述激光线的特征点以及突变点确定钢板板坯的长度和宽度。

根据本发明的一实施例，所述激光投线器在钢板板坯上投射两条长度方向的激光线和两条宽度方向的激光线，形成四个交点；所述两条宽度方向的激光线用于实现长度方向的多个图像的拼接。

根据本发明的一实施例，所述摄像机观察钢板板坯移动压紧与释放到位的情况，选择最佳的采集时刻进行图像采集，在钢板板坯处于静态的时刻进行图像采集；其中，图像在采集时钢板板坯静止不动并停留3-5秒钟，使得多个长度方向的图像能无缝融合；对所采集的多个长度方向的图像进行模式匹配计算，如多个图像计算结果一致，就判定为采集钢板板坯为静态，图像采集结果有效。

根据本发明的一实施例，根据所采集的图像中的两两相交的四根激光线，解出四个相交的特征点，其中，还包括通过事先选定的四个图像区域，在图像统计直方图中在激光线象素点上有一个明显突变的小山峰，计算均匀化消除干扰后，以灰度值的变化最大确定激光线的位置，再确定相交的特征点；通过激光线在一定短距离内断开的现象确定激光线在钢板板坯长度及宽度边界的突变点。