基于圖像邊緣識別的熱軋鋼板長度定尺系統(tǒng).pdf

1、鋼鐵生產(chǎn)是一個國家制造業(yè)的命脈，鋼鐵質(zhì)量的優(yōu)劣也關(guān)系到各應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品質(zhì)量的高低。熱軋鋼板生產(chǎn)過程是壓力加工，板頭邊緣形狀不規(guī)則，該區(qū)域不能使用，故進(jìn)行鋼板測長定尺和裁剪時，測長的基準(zhǔn)線位置需要能恰好剔除不規(guī)則區(qū)域。若基準(zhǔn)線位置不合理導(dǎo)致剪切的鋼板中包含不規(guī)則的板頭區(qū)域，會造成鋼板實際可用長度變短，造成廢板，反之則容易剪切過長而造成較大浪費。因此必須精確的提取板頭區(qū)域邊緣圖像，以確定測長定尺基準(zhǔn)線的位置，之后通過圖像像素和實際長度對應(yīng)標(biāo)定

2、，實現(xiàn)通過圖像識別技術(shù)來完成鋼板長度定尺，提高鋼板裁剪利用率。
　　針對以上的需求，本文設(shè)計了一種熱軋鋼板長度定尺系統(tǒng)。該系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、攝像頭模塊、型鋼支架模塊、基準(zhǔn)標(biāo)尺模塊、電氣連接模塊、工控機(jī)顯示模塊組成。本系統(tǒng)獨立于整條分段剪切流水線，在監(jiān)控系統(tǒng)上實時顯示標(biāo)識長度，之后操作人員根據(jù)主控室的監(jiān)視器的顯示，即可完成鋼板長度的定尺和精確裁剪。
　　本系統(tǒng)在運行實現(xiàn)過程中主要解決了兩個方面的問題:其一是由于鋼鐵生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境的

3、復(fù)雜性，例如粉塵對攝像頭的影響，現(xiàn)場雜物和輥道等干擾因素等，都會導(dǎo)致進(jìn)行邊緣提取時成為影響后期定尺精度的干擾邊緣;其二是在完成了背景去除的圖像上，有效精確的提取出鋼板的邊緣信息用于長度定尺，達(dá)到滿意的尺寸精度。
　　針對第一個問題，本文使用了一種復(fù)合的背景分割去除算法，使得余下的前景圖像更便于進(jìn)行邊緣提取。該算法通過建立背景模型，通過將待檢測圖像與背景模型作差，并結(jié)合修正算法以處理亮度過暗、反光和陰影、色度過于接近等區(qū)域的問題，將

4、圖像背景成功去除，使之后提取鋼板邊緣信息更加有效。
　　針對第二個問題，本文使用二維希爾伯特變換作為邊緣識別的算法，其原理是:信號函數(shù)若存在幅值梯度變化，經(jīng)過希爾伯特變換后的函數(shù)在梯度變化區(qū)域會被放大該變化量，獲得較為明顯的邊緣增強(qiáng)效果。將一維希爾伯特變換的概念推廣至二維即可實現(xiàn)圖像邊緣增強(qiáng)，并利用時頻變換推導(dǎo)出變換的空域余切表示形式以簡化計算。算法運行速度較快，可靠性高，對復(fù)雜現(xiàn)場環(huán)境具有較強(qiáng)的抗干擾能力。
　　系統(tǒng)基于圖

5、像識別算法完成邊緣提取后，據(jù)此輸出一條標(biāo)識線作為鋼板長度定尺的基準(zhǔn)線，該基準(zhǔn)線是作為指導(dǎo)剪板機(jī)裁剪特定長度鋼板的依據(jù)。標(biāo)識線選擇最優(yōu)的切割位置，以去除不規(guī)則的邊緣區(qū)，保證鋼板的可用長度符合要求。該系統(tǒng)特點是安裝方便，系統(tǒng)運行穩(wěn)定，維護(hù)方便，安全可靠等。
　　該熱軋鋼板邊緣圖像識別長度定尺系統(tǒng)設(shè)計完成之后于河北某鋼廠進(jìn)行試驗，經(jīng)過現(xiàn)場安裝和調(diào)試，試驗的結(jié)果表明系統(tǒng)運行良好，能夠滿足鋼廠對于檢測的需求，定尺精度在±15mm之內(nèi)。該理論