連鑄熱坯表面缺陷激光掃描成像三維量化檢測方法.pdf

1、連鑄坯熱送－熱裝以及直接軋制(CC－DR)技術(shù)對鑄坯質(zhì)量提出了更高要求。盡管整體鋼鐵生產(chǎn)工藝水平已有很大提高，但鑄坯存在的缺陷（內(nèi)部缺陷和表面缺陷）質(zhì)量問題仍無法避免，因此，連鑄坯在線無損檢測技術(shù)就成了煉鋼與軋制一體化工序的必要環(huán)節(jié)。
　　 本課題以連鑄熱坯表面缺陷三維量化實時檢測為主要研究內(nèi)容，提出了基于機器視覺技術(shù)的面陣CCD激光掃描成像檢測方法，內(nèi)容如下：
　　 ①通過分析面陣CCD圖像傳感器的光譜響應(yīng)特性，建立了

2、CCD圖像清晰度光積分時間控制算法。通過測試不同溫度下鑄坯表面各波段光強分布和激光發(fā)射器最大光強波長，提出了高溫鑄坯表面激光線條最佳成像方法，并確定了面陣CCD響應(yīng)光譜的成像光路和濾波片中心波長。
　　 ②建立了鑄坯表面激光線條邊緣特征提取方法，通過控制面陣CCD幀掃描頻率實現(xiàn)了灰度圖像拼接與三維圖像重構(gòu)技術(shù)。根據(jù)激光三角測距思想，確定了面陣CCD、激光發(fā)射器及鑄坯基準(zhǔn)面三者的空間關(guān)系，并建立了缺陷深度測量算法，完成了硬件系統(tǒng)的

3、設(shè)計。
　　 ③研究了系統(tǒng)生成圖像灰度值與激光掃描距離點陣信息的最佳映射關(guān)系，將缺陷深度信息記錄在圖像灰度值上。根據(jù)鑄坯實時移動速率建立了缺陷檢測橫縱向精度歸一化的控制算法，為鑄坯缺陷定位和二維表面積計算奠定了理論依據(jù)。
　　 ④將傳統(tǒng)圖像處理方法與激光掃描成像技術(shù)相結(jié)合，對常規(guī)圖像中偽缺陷信息(水膜、氧化鐵皮)難以剔除的問題進行了改進，并通過實驗驗證了系統(tǒng)抗干擾能力和ROI區(qū)定位的準(zhǔn)確性。
　　 ⑤采用VC++

4、與Matlab混合編程技術(shù)開發(fā)了激光掃描缺陷檢測軟件，通過Opencv編程技術(shù)對系統(tǒng)進行了優(yōu)化，采用模塊化編程方法對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行實時處理，同時研究了激光掃描生成圖像的預(yù)處理、二維ROI區(qū)域分割、邊緣檢測以及缺陷面積計算等圖像處理方法。
　　 ⑥設(shè)計了最佳現(xiàn)場實施方案，并通過現(xiàn)場實驗驗證了本課題研究方法的可行性。
　　 論文在國家自然科學(xué)基金和上海寶鋼聯(lián)合基金（批準(zhǔn)號：50974151)資助下進行了相關(guān)理論和實驗研究，提出