熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法技術

本發明專利技術公開了一種熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，該檢測方法采用工業相機在軋機側部對軋件軋制過程進行成像，并通過計算機在圖像中設置檢測窗口區域，根據區域內的成像亮點數量進行判斷有無軋件，進而判斷軋件的頭尾位置及運動方向。該檢測方法簡單方便，快速有效，不受水汽干擾，完全適用于水汽環境下的軋制檢測和控制。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及熱軋軋件檢測技術，更具體地說，涉及一種。
技術介紹
在熱軋粗軋生產中，見圖1，軋件的頭尾位置與運動方向是非常重要的生產參數，為熱軋軋制、剪切、軋機協調等控制提供基礎保障。目前，通常使用熱金屬檢測器，接收高溫軋件放射出的紅外線經光敏元件把光能轉換成電信號，實現對熱鋼坯進與出的位置檢測，其中返回一組開關量信號。在特殊環境中，如軋鋼生產中在往返式粗軋機雙側邊部由于灰塵多，水汽大，同時被測軋鋼件在沖出粗軋機時上表面有時還覆蓋一層較厚的除鱗水。而常用的熱金屬探測器的探測視場一般都比較小，小視場很容易受到水汽干擾，會減弱探測 器能接收的紅外輻射信號，有時還會產生折射使紅外線發生偏折，使得其無法正常工作。并且，單個熱金屬檢測器也無法實現智能判斷的特性，如前進與后退，在軋機附近軋件頭尾精確定位獲取各種工況下的正反向長短頭尾圖像，想要追加這些功能，必須在一個小區域內安裝使用多個此類檢測器。但在軋機附近往往會受到周圍設備環境的制約無法安裝多個，就是能安裝了也不經濟。同時在復雜工況與水汽環境等惡劣條件的制約下，也無法有效可靠地檢測出軋件精確位置。專利申請號200810010355. 3的中國專利公開了一種基于近紅外圖像的板材頭部彎曲形狀檢測裝置及方法，該檢測裝置的結構包含熱金屬檢測器，近紅外相機和處理計算機。其處理過程為首先利用熱金屬檢測器判斷板材的就位情況，當軋件就位后，再利用近紅外相機獲得軋件的近紅外圖像，然后用圖像處理的方法計算軋件的形狀。經現場長期使用發現，使用該檢測裝置檢測軋件的位置，可靠性相對較低，對短坯也無法檢測，并且在圖像處理過程中，主要采用圖像的平滑、增強和分割計算，不能抑制圖像中大面積的水汽干擾，因此也不適于在水汽環境下的應用。綜上所述，使用上述現有技術根本無法在該水汽環境中可靠地進行安裝與使用，以至于無法對軋件的位置與運動方向進行實時有效的跟蹤和獲取，從而嚴重影響到軋機的安全順行及生產軋制效率。
技術實現思路
針對現有技術中存在的上述缺點，本專利技術的目的是提供一種，能夠適于在水汽環境下對軋件頭尾位置及運動方向進行實施監測。為實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案該，包括以下具體步驟A.在熱軋軋機的側部安裝工業相機，對軋件軋制進行不間斷拍攝，并將圖像輸入計算機；B.通過計算機對每幀圖像中劃分數個檢測窗口區域，根據各區域內的亮點個數來判斷該區域內是否有軋件，并設定相應的邏輯值；C.根據同一幀圖像中各區域的邏輯值，確定該軋件的頭尾位置；D.根據相鄰兩幀圖像中各區域的邏輯值相組合判斷，確定該軋件的頭尾運動方向。在步驟A中，所述的工業相機安裝于熱軋軋機的出口處，或者分別安裝于熱軋軋機的出、入口處。在步驟B中，所述的檢測窗口區域數量為相間隔的三個，每個區域設置成與軋件運動方向相垂直且縱貫整個圖像視場。在步驟B中，所述的各區域內是否有軋件的判斷方式為 在計算機中設定亮點數量閾值，將各區域中的亮點個數與閾值相比，若亮點個數大于閾值，則判斷該區域內有軋件，并設定其邏輯值為I;若亮點個數小于閾值，則判斷該區域內無軋件，并設定其邏輯值為O。在步驟C中，所述的軋件頭尾位置的判斷方式為。在同一幀圖像中，若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、0，則判斷為軋件頭部完整進入被測位置；若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為0、1、1，則判斷為軋件尾部完整進入被測位置；若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為0、0、1，則判斷為軋件尾部的部分進入被測位置；若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、1，則判斷為軋件中部進入被測位置；若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、0、0，則判斷為軋件頭部的部分進入被測位置。在步驟D中，所述的軋件頭尾運動方向的判斷方式為在相鄰兩幀圖像中，若上一幀圖像中沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、0，而本幀圖像中相應區域的邏輯值分別為1、1、1，則判斷為軋件頭部正向運動且完整進入被測位置；若上一幀圖像中沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、0、0，而本幀圖像中相應區域的邏輯值分別為1、1、0，則判斷為軋件頭部正向運動且部分進入被測位置；若上一幀圖像中沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、1，而本幀圖像中相應區域的邏輯值分別為1、1、0，則判斷為軋件尾部逆向運動且完整進入被測位置；若上一幀圖像中沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、0，而本幀圖像中相應區域的邏輯值分別為1、0、0，則判斷為軋件尾部逆向運動且部分進入被測位置。在步驟A中，在所述的安裝工業相機位置附近，還安裝有大型風扇，對軋件表面進行吹掃，以提高檢測成像效果。在上述技術方案中，本專利技術的采用工業相機在軋機側部對軋件軋制過程進行成像，并通過計算機在圖像中設置檢測窗口區域，根據區域內的成像亮點數量進行判斷有無軋件，進而判斷軋件的頭尾位置及運動方向。該檢測方法簡單方便，快速有效，不受水汽干擾，完全適用于水汽環境下的軋制檢測和控制。附圖說明圖I是本專利技術的檢測方法的硬件配置示意圖；圖2是本專利技術的檢測窗口區域的設置示意圖；。圖3 圖8分別是本專利技術軋件頭部正向運動 的六種狀態圖像示意圖。具體實施例方式下面結合附圖和實施例進一步說明本專利技術的技術方案。本專利技術的主要包括以下幾個步驟A.在熱軋軋機的側部安裝工業相機，對軋件軋制進行不間斷拍攝，并將圖像輸入計算機；B.通過計算機對每幀圖像中劃分數個檢測窗口區域，根據各區域內的亮點個數來判斷該區域內是否有軋件，并設定相應的邏輯值；C.根據同一幀圖像中各區域的邏輯值，確定該軋件的頭尾位置；D.根據相鄰兩幀圖像中各區域的邏輯值相組合判斷，確定該軋件的頭尾運動方向。請參閱圖I所示，對于普通的熱軋軋機，該工業相機2可安裝于軋機I的出口處，而對于往返式可逆軋機，也可在軋機I的出入口處同時安裝，以完成每個道次的位置檢測。工業相機2的輸出端連接至計算機3，將對軋件4軋制進行不間斷拍攝的圖像輸入計算機3，而計算機3通過計算判斷，將最終的檢測結果輸入至軋制控制系統5，以供軋制控制。而在安裝工業相機2位置附近，還可安裝有大型風扇6，對軋件I表面進行吹掃，以提高檢測成像效果。在工業相機不間斷地一直抓拍視場所對應的圖像的同時，由于現場環境相當惡劣，環境中的除鱗水會形成蒸汽霧，在軋件表面殘留有大量的積水，隱藏雖然能夠得到輥道及軋件的圖像，但是圖像效果比較模糊。因此，在計算機通過高速網絡實時地獲取每張圖像后，需要根據待檢測的敏感位置，在圖像中設定對應的條形檢測窗口區域。如圖2所示，該檢測窗口區域8的數量可以為相間隔的三個或者多個，以三個為例，在圖像中從左至右分別計為區域8a Sc，每個區域設置成與軋件運動方向相垂直且縱貫整個圖像7視場，如此，任何在輥道上運動的高溫軋件與水蒸氣都會在圖像7相應的窗口區域中展現出亮點變化，即使軋件發生變形時也不會遺漏，以提高圖像在特殊環境中檢測的敏感性，使得圖像中每個區域的具體位置對應軋件在現場的待檢測位置。另外，在選取判斷窗口區域位置時，也必須回避視場中軋輥等干擾物鏡面反射造成新的干擾源，因此，傳送輥道中的輥面圖像盡可能不選定在檢測窗口中。由于水汽干擾有一定的空間分布，每個檢測區域內經常有一些水汽亮點干擾。經研究發現，即使如此，當檢測區域內有軋件時，亮點的總數會比較多，反本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于，包括以下具體步驟：A.在熱軋軋機的側部安裝工業相機，對軋件軋制進行不間斷拍攝，并將圖像輸入計算機；B.通過計算機對每幀圖像中劃分數個檢測窗口區域，根據各區域內的亮點個數來判斷該區域內是否有軋件，并設定相應的邏輯值；C.根據同一幀圖像中各區域的邏輯值，確定該軋件的頭尾位置；D.根據相鄰兩幀圖像中各區域的邏輯值相組合判斷，確定該軋件的頭尾運動方向。

【技術特征摘要】
1.一種熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于， 包括以下具體步驟 A.在熱軋軋機的側部安裝工業相機，對軋件軋制進行不間斷拍攝，并將圖像輸入計算機； B.通過計算機對每幀圖像中劃分數個檢測窗口區域，根據各區域內的亮點個數來判斷該區域內是否有軋件，并設定相應的邏輯值； C.根據同一幀圖像中各區域的邏輯值，確定該軋件的頭尾位置； D.根據相鄰兩幀圖像中各區域的邏輯值相組合判斷，確定該軋件的頭尾運動方向。2.如權利要求I所述的熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于 在步驟A中，所述的工業相機安裝于熱軋軋機的出口處，或者分別安裝于熱軋軋機的出、入口處。3.如權利要求I所述的熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于 在步驟B中，所述的檢測窗口區域數量為相間隔的三個，每個區域設置成與軋件運動方向相垂直且縱貫整個圖像視場。4.如權利要求I或3所述的熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于， 在步驟B中，所述的各區域內是否有軋件的判斷方式為 在計算機中設定亮點數量閾值，將各區域中的亮點個數與閾值相比，若亮點個數大于閾值，則判斷該區域內有軋件，并設定其邏輯值為I ;若亮點個數小于閾值，則判斷該區域內無軋件，并設定其邏輯值為O。5.如權利要求4所述的熱軋軋件頭尾位置及運動方向的檢測方法，其特征在于， 在步驟C中，所述的軋件頭尾位置的判斷方式為。在同一幀圖像中， 若沿軋件軋制方向三個區域的邏輯值分別為1、1、0，則判斷為軋件頭部完整進入被測...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏勇，方志宏，陸敏健，丁鴻儒，張先念，
申請(專利權)人：寶山鋼鐵股份有限公司，
類型：發明
國別省市：