專利名稱：一種鋼坯表面質量在線檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及鋼坯表面質量檢測技術領域，特別涉及一種鋼坯表面質量在線檢測裝置。
背景技術：
鋼鐵連軋和連鑄過程中，鋼坯表面質量檢測是自動化軋鋼鑄鋼的關鍵技術之一， 而“在線”鋼坯表面質量檢測的重點和難點。在眾多鋼鐵行業的連軋和連鑄工藝中，由于生產線拉速較快、軋/鑄機故障、環境變化、操作工人熟練度不夠、導軌滾軸老化等諸多原因，造成生產出的鋼坯表面存在輥印、 夾雜、結疤、劃痕和斑點等缺陷，對鋼板品質和成品率構成嚴重的威脅，并引發相應的經濟索賠事件，嚴重影響鋼坯生產方的經濟效益和品牌聲譽。為了實現軋鋼/鑄鋼的自動檢測和控制，國內外開發了許多檢測技術，常用的方法為人工經驗法。在實際生產和理論研究中發現人工經驗法，這和現場工人的經驗及工作狀態有著密切的關系，具有缺陷識別率低，工人勞動強度大，人工識別時間長，檢測員個體差異大等問題，不僅加大了工人的勞動強度，開支了多余的工時，檢測效果得不到保證，且無法根據檢測的故障對軋/鑄機故障進行實時處理。因此，如何實現鋼坯表面質量的在線故障檢測，在保證鋼坯質量的前提下提高生產效率，是本領域技術人員亟待解決的問題。
發明內容
有鑒于此，本發明提供了一種鋼坯表面質量在線檢測裝置，以實現鋼坯表面質量的在線故障檢測，在保證鋼坯質量的前提下提高生產效率。為實現上述目的，本發明提供如下技術方案一種鋼坯表面質量在線檢測裝置，包括圖像采集單元，用于通過線陣相機對高速運行的鋼坯表面進行圖像采集；處理單元，用于接收所述圖像采集單元采集的圖像信號，并計算出該圖像信號的特征值，并與正常圖像的標準特征值區間進行比較，在圖像信號特征值超出所述標準特征值區間時，認定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機，包括用于提供用于輸入所述標準特征值區間的人機交互模塊；存儲鋼坯表面的缺陷程度和品次分級的關系數據表圖像缺陷存儲模塊；根據鋼坯表面的缺陷特征， 對所述處理單元認定存在缺陷的圖像自動分類的缺陷圖像分類器。優選地，在上述鋼坯表面質量在線檢測裝置中，所述標準特征值區間包括方差區間、熵值區間和頻譜區間。優選地，在上述鋼坯表面質量在線檢測裝置中，所述圖像采集單元包括所述線陣相機；可變焦鏡頭，用于使所述線陣相機所感知的鋼坯表面落于所述人機交互模塊的圖像顯示界面的正中央且布滿95%以上；相機恒溫保護筒罩，用于所述線陣相機的固定、保護和降溫；光源系統，用于鋼坯表面的照明，配合所述可變焦鏡頭的光圈參數調節使所述線陣相機充分曝光。優選地，在上述鋼坯表面質量在線檢測裝置中，所述線陣相機和所述可變焦鏡頭的參數滿足如下公式
權利要求
1.一種鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，包括圖像采集單元(I)，用于通過線陣相機(11)對高速運行的鋼坯表面進行圖像采集；處理單元(2)，用于接收所述圖像采集單元(I)采集的圖像信號，并計算出該圖像信號的特征值，并與正常圖像的標準特征值區間進行比較，在圖像信號特征值超出所述標準特征值區間時，認定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機(3)，包括用于提供用于輸入所述標準特征值區間的人機交互模塊(31);存儲鋼坯表面的缺陷程度和品次分級關系數據表的圖像缺陷存儲模塊(32);根據鋼坯表面的缺陷特征，對所述處理單元(2)認定存在缺陷的圖像自動分類的缺陷圖像分類器(33)。
2.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述標準特征值區間包括方差區間、熵值區間和頻譜區間。
3.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述圖像采集單元包括所述線陣相機(11);可變焦鏡頭(12)，用于使所述線陣相機(11)所感知的鋼坯表面落于所述人機交互模塊(31)的圖像顯示界面的正中央且布滿95%以上；相機恒溫保護筒罩(13)，用于所述線陣相機(11)的固定、保護和降溫；光源系統(14)，用于鋼坯表面的照明，配合所述可變焦鏡頭(12)的光圈參數調節使所述線陣相機(11)充分曝光。
4.如權利要求3所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述線陣相機(11) 和所述可變焦鏡頭(12)的參數滿足如下公式f _kxN其中，f為可變焦鏡頭的焦距，h為可變焦鏡頭距離鋼坯表面的垂直高度，k為線陣相機的像元尺寸，N為線陣相機的分辨率，w為鋼坯寬度。
5.如權利要求4所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述線陣相機(11) 滿足如下公式J7 VF = -η其中，F為線陣相機的行頻，V為鋼還的拉速，η為目標分辨率。
6.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述圖像采集單元 (I)的感光陣列將采集的鋼坯表面圖像的鋼坯表面光強轉化成由全黑到全白的O 255的數字量，其中O代表全黑，255代表全白。
7.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述處理單元(2)包括視頻采集板，用于將圖像采集單元(I)采集的串行的LVDS圖像信號轉換成并行的CMOS 圖像信號；嵌入式信號處理板卡(21)，采用FPGA作為主處理器，運用SOPC技術，計算出并行的 CMOS圖像信號的特征值，并與正常圖像的標準特征值區間進行比較，在圖像信號特征值超出所述標準特征值區間時，認定該圖像指定的部位存在缺陷。
8.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述處理單元(2)在檢測出缺陷圖像時，還用于向所述上位機(3)發送故障的坐標信息以及缺陷圖片，并完成聲光報警。
9.如權利要求I所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述人機交互模塊(31)還用于對所述線陣相機(11)進行參數配置，瀏覽所述線陣相機(11)的工作狀態，并實時顯示鋼坯圖像，對缺陷域放大顯示并報警。
10.如權利要求9所述的鋼坯表面質量在線檢測裝置，其特征在于，所述線陣相機(11) 的參數包括模式選擇、行頻設置、增益補償和像素時鐘設置。
全文摘要
本發明公開了一種鋼坯表面質量在線檢測裝置，包括圖像采集單元，用于通過線陣相機對高速運行的鋼坯表面進行圖像采集；處理單元，用于接收圖像采集單元采集的圖像信號，計算出該圖像信號的特征值，并與正常圖像的標準特征值區間進行比較，在圖像信號特征值超出標準特征值區間時，認定該圖像指定的部位存在缺陷；上位機，包括用于提供用于輸入標準特征值區間的人機交互模塊；存儲鋼坯表面的缺陷程度和品次分級關系數據表的圖像缺陷存儲模塊；根據鋼坯表面的缺陷特征，對處理單元認定存在缺陷的圖像自動分類的缺陷圖像分類器。本發明提高了鋼坯生產的自動化程度，在保證鋼坯質量的前提下提高了生產效率。
文檔編號B21B38/00GK102601131SQ20121006190
公開日2012年7月25日 申請日期2012年3月9日 優先權日2012年3月9日
發明者田陸, 羅旗舞 申請人:湖南鐳目科技有限公司