[发明专利]一种宽厚板板形检测装置及方法

权利要求书

1.一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：包括辊道（1）、龙门架（2）、检测设备固定横梁（3），所述辊道（1）架设在龙门架（2）的下方，所述龙门架（2）的顶部固定有检测设备固定横梁（3），所述检测设备固定横梁（3）的一侧设有工业相机组单元（4），所述工业相机组单元（4）包括至少两个工业相机，所述工业相机之间设置有板材测速单元（5），所述检测设备固定横梁（3）的另一侧设有振动辅助测量单元（6），所述振动辅助测量单元（6）包括至少两个点测距仪器，所述点测距仪器之间设置有多线激光器（7），所述工业相机组单元（4）、板材测速单元（5）、振动辅助测量单元（6）均通过线缆拖链（8）连接在工控机系统（9）上，所述工控机系统（9）通过通信线缆连接在矫直机控制柜（10）上；

所述宽厚板板形检测装置的检测方法，包括下列步骤：

S1、对工业相机组单元进行标定，依据对象特征将多个工业相机采集的图像拼接成一幅图像；

S2、拼接图像认为是一个高像素相机采集得到的图像，对该高像素相机与线激光组成的结构光测量系统进行标定；

S3、标定完成后启动板材测速单元，检测板材及其运动速度；

S4、当检测到板材运动时，启动多线激光器和工业相机组单元及振动辅助测量单元；

S5、根据板材运行速度，确定工业相机的采集频率，进行图像采集，将同一时刻采集的图像进行拼接，完成板材的一帧图像采集；

S6、分析该帧图像中多线激光器的各条激光线；

S7、根据振动辅助测量单元测到了快变量数值，计算中间激光线每一点的振动幅值，根据振动幅值对中间激光线测得点云数据进行补偿；

S8、多线激光器的每条激光线均对板材同一位置测量一遍，故对板材的每一点均取距离相机的最大距离的值，将多条激光线测得数据汇总重新生成一张点云数据表；

S9、构建钢板点云模型，完成板形的三维重建，计算相关的挠度信息，并将挠度信息送至矫直机的控制系统，为板形矫正提供矫正策略。

2.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述工业相机、板材测速单元（5）、点测距仪器、多线激光器（7）上均套设有防尘隔热罩。

3.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述S1中图像拼接的方法为：采集标准图像，预处理采集到的标准图像，提取标准图像中的关键特征，根据关键特征对图像进行缩放，使相机坐标参数一致，根据关键特征对图像进行上下平移，根据精度要求多次测量完成水平对齐，水平对齐后计算保留两相机相同特征部分，取相同特征部分的中线作为竖直拼接线，根据精度要求多次重复测量竖直拼接线，确定竖直拼接线位置，完成前两个相机的图像拼接，同理依次对后续相邻相机进行图像拼接，生成最终的拼接图像。

4.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述S2中标定的步骤为：完成相机内、外参数标定，完成结构光平面参数标定。

5.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述S6中分析图像中的各条激光线的方法为：对拼接后图像进行预处理操作，突出各条激光线，求取图像直方图，确定二值化阈值，细化二值图像，依据细化后二值像素点位置及标定参数计算各点的点云数据，每条激光线得到的点云数据均存入对应的计算空间。

6.根据权利要求1所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述S7中计算中间激光线每一点的振动幅值的方法为：振动辅助测量单元采用六个点测距仪器将多线激光器中间激光线的有效视场分开，六个点中间5段均分，所述均分的每段长度均设为L，在1点和6点两侧各留L1，所述L10.2L，时刻监测这六个点的距离信息，设这六个点各测得振动幅度分别为σ₁、σ₂、σ₃、σ₄、σ₅、σ₆，当有两个或两个以上相邻点测到的距离产生突变，有快变量信号出现时，则认为钢板有振动产生，计算相邻两点之间的直线方程，根据直线方程估算两点之间的所有点的振动幅度。

7.根据权利要求6所述的一种宽厚板板形检测装置，其特征在于：所述根据直线方程估算两点之间的所有点的振动幅度的方法为：取两点σ_n、σ_m，所述n∈{n|1≤n≤5,n∈Z}，所述m=n+1，以σ_n对应的横坐标为(n-1)L，则σ_n、σ_m对应的坐标分别为((n-1)L,σ_n)、(nL,σ_m)，从σ_n对应点到σ_m对应点的任意点坐标(x,y)用y=σ_m+(x-nL)(σ_m-σ_n)/L来计算，其中x∈((n-1)L,nL)；当n=1时，x∈(0,L)，靠近1点边缘处的L1小距离，采用n=1时式子计算，此时x∈(-L1,0)；当n=5时，x∈(4L,5L)，靠近6点边缘处的L1小距离，用n=5时式子计算，此时x∈(5L,5L+L1)，其余各段均采用y=σ_m+(x-nL)(σ_m-σ_n)/L式子计算，完成对整条激光线的振动幅度预估计算。