[发明专利]一种超大型剪板机板料剪切边缘曲线检测系统及方法

权利要求书

1.超大型剪板机板料剪切边缘曲线检测系统，其特征在于，包括光学成像单元、光源控制单元、图像采集单元、图像采集处理单元和数据处理单元；

所述光学成像单元包括数个工业相机和数个条形光源，所述工业相机包括CCD传感器、安装在CCD传感器上的广角镜头，所述数个工业相机呈线阵排列、位于板料剪切生产线上方，且使所述数个工业相机的拍摄范围能够覆盖整个板料剪切边缘；所述数个条形光源呈线阵排列、布置于板料剪切生产线下方，数个条形光源与光源控制单元连接；数个工业相机均与所述图像采集单元相连，所述图像采集单元还与图像处理单元相连；

所述图像采集单元用于控制工业相机进行图像采集、并将所采集到的图像传输给图像处理单元；

所述光源控制单元用于根据工业相机的拍摄时间控制条形光源的照明；

所述图像处理单元用于对采集到的图像进行图像预处理、图像拼接、边缘去毛刺、边缘检测得到剪切边缘曲线；

所述图像拼接是通过以下途径实现：

①图像匹配，使用模板匹配找出相邻待拼接的预处理图像中模板在相邻工业相机得到的预处理图像中对应的位置；

②图像融合重构，采用直接平均法将待拼接图像的重合区域进行融合得到拼接重构的平滑无缝全景图像；

所述边缘去毛刺是对图像进行形态学操作去除边缘毛刺；首先生成一个半径3.5的圆形模板，对图像拼接所得的全景图像先进行腐蚀操作，然后使用所述圆形模板对腐蚀操作得到的结果图像进行膨胀操作，去除边缘毛刺；

边缘检测是采用Laplace二阶导算子进行边缘检测，得到更准确的板料剪切边缘图像；

所述数据处理单元，用于定义坐标轴，提取板料剪切边缘曲线上选取点的坐标点，并根据坐标点对剪切边缘曲线进行拟合，得出板料剪切边缘的曲线方程；首先，选取拼接好的图像的下边界作为坐标系x轴，左边界作为y轴，根据每一个顶、拉调节螺栓对应的板料剪切边缘曲线上的点的坐标，得到每个离散坐标点坐标；根据得到的离散对应点的坐标，拟合得到板料剪切边缘曲线方程。

2.根据权利要求1所述的超大型剪板机板料剪切边缘曲线检测系统，其特征在于，所述工业相机的数量为4个，安置在刀具上方1m处，广角镜头的视角为146°。

3.根据权利要求1所述的超大型剪板机板料剪切边缘曲线检测系统，其特征在于，所述数个工业相机安装于动刀刀架上，条形光源安装在送进机构平台内侧。

4.根据权利要求1所述的超大型剪板机板料剪切边缘曲线检测系统的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)图像采集：光源控制单元控制条形光源照明，图像采集单元控制数个工业相机进行图像采集；

(2)图像预处理：对每一个工业相机采集到的每一幅图像分别进行几何畸形校正和去噪处理；

几何畸形校正：采用二元多项式法选取一组标准图像与畸变图像的对应点进行图像几何畸变校正；

图像去噪：通过生成低通滤波器与图像几何畸变校正后的快速傅里叶变换图像进行卷积运算，对得到的结果反傅里叶变换；

(3)图像拼接：对得到的数幅预处理图像按顺序依次拼接成的全景图像；

图像拼接的具体步骤：

①图像匹配，使用模板匹配找出相邻待拼接的预处理图像中模板在相邻工业相机得到的预处理图像中对应的位置；

②图像融合重构，采用直接平均法将待拼接图像的重合区域进行融合得到拼接重构的平滑无缝全景图像；

(4)边缘去毛刺：对图像进行形态学操作去除边缘毛刺；首先生成一个半径3.5的圆形模板，对步骤(3)得到的全景图像先进行腐蚀操作，然后使用所述圆形模板对腐蚀操作得到的结果图像进行膨胀操作，去除边缘毛刺；

(5)边缘检测：对步骤(4)得到的全景图像，采用Laplace二阶导算子进行边缘检测，得到更准确的板料剪切边缘图像；

(6)提取坐标点：选取拼接好的图像的下边界作为坐标系x轴，左边界作为y轴，根据每一个顶、拉调节螺栓对应的板料剪切边缘曲线上的点的坐标，得到每个离散坐标点坐标；

(7)拟合曲线方程：根据步骤(6)得到的离散对应点的坐标，拟合得到板料剪切边缘曲线方程。