[发明专利]基于机器视觉检测对中控制装置的设计方法

权利要求书

1.基于机器视觉检测对中控制装置，其特征在于：所述装置包括第一行扫描传感器(1)、第二行扫描传感器(2)、LED线形光源(3)、图像采集模块(4)、PCIe总线图像传输模块(5)、机器视觉边部自动定位软件(6)、数字控制器(7)、接口模块(8)、液压伺服系统(9)及液压泵站(10)，所述LED线形光源(3)与第一行扫描传感器(1)和第二行扫描传感器(2)相连接，所述第一行扫描传感器(1)和第二行扫描传感器(2)接入图像采集模块(4)，所述图像采集模块(4)连接PCIe总线图像传输模块(5)，所述PCIe总线图像传输模块(5)通过机器视觉边部自动定位软件(6)与数字控制器(7)通信连接，所述接口模块(8)接入数字控制器(7)，所述接口模块(8)还与液压伺服系统(9)连接，所述液压泵站(10)与液压伺服系统(9)油路连接；

所述第一行扫描传感器(1)、第二行扫描传感器(2)，快速感应宽幅长带状表面，感应的结果以线形图像的形式输出给图像采集模块(4)；

所述LED线形光源(3)，产生汇聚线形光辐射到被检测物体，通过反射将被检测物体的表面状况送给第一行扫描传感器(1)和第二行扫描传感器(2)；

所述图像采集模块(4)，对第一行扫描传感器(1)和第二行扫描传感器(2)的输入信号进行底层处理和转换，同时根据需要将行信号合并成合适大小的图像信号；

所述PCIe总线图像传输模块(5)，为图像采集模块(4)的两路数据提供点对点独立带宽总线通道；

所述机器视觉边部自动定位软件(6)，通过图像处理算法对带料边部进行定位和跟踪，根据两个边部信号计算出带材实际中心位置，与轧制中心线比较计算出当前带材中心偏差量；

所述数字控制器(7)，根据接口模块(8)传入的机列系统的速度、张力、卷径、料宽以及数字量控制信号确定数字控制器(7)的参数，并根据机器视觉边部自动定位软件(6)输入的带材中心线位置偏差信号和控制器参数计算控制量信号输出给接口模块(8)；

所述接口模块(8)，输入机列系统的速度、张力、卷径、料宽以及数字量控制信号送给数字控制器(7)，同时将数字控制器(7)的计算结果输出给液压伺服系统(9)；

所述液压伺服系统(9)，根据接口模块(8)输出的控制信号调节负载运动速度的大小和方向；

所述液压泵站(10)，为液压伺服系统(9)提供压力源。

2.根据权利要求1所述的基于机器视觉检测对中控制装置，其特征在于：所述第一行扫描传感器(1)、第二行扫描传感器(2)均包含机器视觉镜头、线性CCD感光元件、模拟数字转换电路、底层信号处理电路、电源模块以及接口电路；所述LED线形光源(3)包含散热系统、电源模块、电源分配板、LED颗粒、聚光模块以及前置散光板；所述图像采集模块(4)包含CameraLink输入接口模块、相机控制时钟、ROI区域采集与触发控制单元、通用串行控制单元、外部IO扩展接口、触发控制连接器、实时同步接口单元和总线接口控制器；所述PCIe总线图像传输模块(5)包含PCIe总线接口；所述机器视觉边部自动定位软件(6)包含图像去噪处理单元、图像校正处理模块、图像增强单元、图像差分单元、统计矩自适应阈值边缘检测模块、边缘链接单元、形态学处理单元、图像标定系统、带材图像中心位置与世界坐标转换模块、轧制中心线偏差计算单元和NILabview与Vision开发环境；所述数字控制器(7)包含PID参数自适应计算模块和PID控制器模块；所述接口模块(8)包含机列控制数字输入模块、传动模拟信号输入模块、警示数字信号输出模块、现场总线模块、串行通讯接口以及点对点物理接口；所述液压伺服系统(9)包括伺服控制器和伺服阀；所述液压泵站(10)包含液压泵电机、液压电气控制系统以及压力控制部分。

3.根据权利要求2所述的基于机器视觉检测对中控制装置，其特征在于：所述线性CCD感光元件为CMOS传感器；接口电路类型为CameraLink、或者为1394接口、或者为GIGE接口、或者为USB接口。