專利名稱：掃描式帶鋼表面檢測方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種帶鋼表面檢測方法和實施該方法的裝置，尤其對單一的大面積的帶鋼表面缺陷檢測及連續(xù)產(chǎn)生的小缺陷的檢測，不但適合于工況環(huán)境較好的冷軋帶鋼表面檢測，而且適合于環(huán)境較惡劣的熱軋帶鋼表面檢測及其他各種環(huán)境下的帶鋼表面檢測。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的基于圖像模式識別方式的帶鋼表面檢測系統(tǒng)已經(jīng)在世界各大鋼鐵企業(yè)獲得了廣泛應用。這種檢測系統(tǒng)由電荷耦合攝像機拍攝帶鋼表面，進行檢測。為了將檢測范圍100％覆蓋帶鋼表面，而且達到所需要的分辨率，一般需要多個攝像機沿著帶鋼寬度方向分布，在固定的位置同時獲取圖像。如為了檢測2000mm寬的帶鋼，達到0.5mm分辨率，如果使用512像素的攝像機，光是單面(上表面或者下表面)單場(明場或者暗場)，就需要2000/(0.5×512)＝8部(取整計算)，8部攝像機固定位置進行帶鋼檢測。為保證運算速度，每一部或者兩部攝像機連接一臺計算機。這種構(gòu)造方式使得系統(tǒng)比較龐大，投資成本也很大。由于采用了攝像機的固定安裝，并且使用某種規(guī)格的鏡頭，則獲取圖像的分辨率也是固定的。對于較大缺陷來說，必須將多個攝像機的多幅圖像合并(merge)才能正確進行分類；而對于很小的缺陷來說，固定的分辨率可能又太低了，不足以提取足夠的圖像特征。尤其是生產(chǎn)現(xiàn)場對于某類缺陷只需要了解“是否出現(xiàn)了”，就要采取相應的措施，而沒有必要全面記錄。對較小或連續(xù)產(chǎn)生的小缺陷的檢測有效性較低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服了現(xiàn)有帶鋼表面缺陷檢測方法和裝置需配置較多攝像機和計算機、投資較大的缺陷，提供一種掃描式帶鋼表面檢測方法和裝置，可實現(xiàn)帶鋼表面缺陷檢測過程中，以較低的硬件成本和實用的系統(tǒng)配置，針對較顯著缺陷或連續(xù)小缺陷的檢測，提高檢測裝置的性能價格比和檢測準確率。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種掃描式帶鋼表面檢測方法，是安裝于帶鋼表面上方中部的全景攝像機對帶鋼頭部和寬度進行全局范圍檢測，獲得檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機，同時安裝于橫跨帶鋼寬度的傳動帶上可往復移動的掃描攝像機根據(jù)帶鋼寬度開始往復掃描檢測，全景攝像機進行全寬度檢測，發(fā)現(xiàn)目標后進行缺陷判斷，不是，重新進行全寬度檢測；是，進行初步判斷缺陷類別和位置，掃描攝像機根據(jù)缺陷位置確定掃描范圍，掃描攝像機在新的掃描位置往復檢測或定位檢測，對目標進行局部放大檢測，進行缺陷判斷，計算機控制掃描攝像機的自動連續(xù)掃描或手動掃描，并對檢測圖像的處理，對缺陷進行定位、分類等處理并輸出報表。
上述的掃描式帶鋼表面檢測方法中，所述發(fā)現(xiàn)目標后進行缺陷判斷的步驟是(1)對目標進行檢測，包括初檢或精檢，(2)進行缺陷檢測，(3)對缺陷進行區(qū)域分析，(4)特征提取，(5)對缺陷進行分類。
一種實施上述掃描式帶鋼表面檢測方法的裝置，包括攝像單元、傳動單元和計算與控制單元，攝像單元包括全景攝像機和掃描攝像機，全景攝像機安裝于帶鋼表面上方中部，掃描攝像機安裝于橫跨帶鋼寬度的傳動帶上可隨傳動帶左右往復移動，傳動單元包括傳動帶、導軌和步進電機，導軌安裝于帶鋼上方且橫跨帶鋼寬度，步進電機帶動傳動帶，傳動帶帶動掃描攝像機在導軌上往復移動，計算與控制單元包括圖像卡和計算機，全景攝像機和掃描攝像機連接計算與控制單元，檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機，經(jīng)計算機運算后輸出驅(qū)動傳動單元的步進電機，計算機對檢測圖像進行處理，對缺陷進行定位、分類等處理并輸出報表。
本發(fā)明的原理是通過全景攝像機與高分辨率掃描攝像機并用，采用全景攝像機對帶鋼表面的全局包括帶鋼寬度先進行檢測，然后用可移動的掃描攝像機對局部進行掃描放大檢測，這樣既可檢測出較顯著缺陷，又能對較小的連續(xù)產(chǎn)生的表面缺陷進行檢測，從而提高了帶鋼表面缺陷檢測的準確率，而配置的攝像機僅有二臺，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，硬件成本低，檢測效率高。與生產(chǎn)控制系統(tǒng)配合，可獲得表面質(zhì)量較穩(wěn)定的帶鋼。


圖1為掃描式帶鋼表面檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2為圖1的俯視示意圖，圖3為掃描式帶鋼表面檢測方法的流程圖。
圖中1全景攝像機，2掃描攝像機，3傳動帶，4導軌，5步進電機，6圖像卡與計算機(或計算機)，7帶鋼。
具體實施例方式
參見圖1、圖2和圖3，一種掃描式帶鋼表面檢測方法，是全景攝像機1對帶鋼7頭部和寬度進行全局范圍檢測，獲得檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機6，同時掃描攝像機2根據(jù)帶鋼7寬度開始往復掃描檢測，全景攝像機1進行全寬度檢測，發(fā)現(xiàn)目標后進行缺陷判斷，不是，重新進行全寬度檢測；是，進行缺陷判斷，其步驟是(1)對目標進行檢測，進行初檢，(2)進行缺陷檢測，(3)對缺陷進行區(qū)域分析，(4)特征提取，(5)對缺陷進行分類。再進行初步判斷缺陷類別和位置，掃描攝像機2根據(jù)缺陷位置確定掃描范圍，掃描攝像機2在新的掃描位置往復檢測或定位檢測，對目標進行局部放大檢測。進行缺陷判斷的步驟是(1)對目標進行檢測，進行精檢，(2)進行缺陷檢測，(3)對缺陷進行區(qū)域分析，(4)特征提取，(5)對缺陷進行分類。通過計算機6控制掃描攝像機2的自動連續(xù)掃描或手動掃描，并對檢測圖像的處理，對缺陷進行定位、分類等處理并輸出報表。
參見圖1、圖2，實施掃描式帶鋼表面檢測方法的裝置，包括攝像單元、傳動單元和計算與控制單元。攝像單元包括全景攝像機1和高分辨率掃描攝像機2，本實施例僅采用兩臺攝像機進行全景及局部掃描方式放大檢測，全景攝像機1安裝于帶鋼7表面上方中部，以獲得帶鋼7表面的全局范圍檢測圖像，并實現(xiàn)帶鋼7左右邊部檢測與局部缺陷定位，掃描攝像機2安裝于橫跨帶鋼7寬度的傳動帶3上可隨傳動帶3左右往復移動。傳動單元包括傳動帶3、導軌4和步進電機5，導軌4安裝于帶鋼7上方且橫跨帶鋼7寬度，步進電機5帶動傳動帶3，傳動帶3帶動掃描攝像機2在導軌4上往復移動。掃描攝像機2可實現(xiàn)連續(xù)掃描方式，在全景攝像機1對局部缺陷定位基礎(chǔ)上，掃描攝像機2可對局部缺陷進行放大檢測。計算與控制單元包括圖像卡和計算機6，全景攝像機1和掃描攝像機2連接計算與控制單元，檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機6，經(jīng)計算機6運算后輸出驅(qū)動傳動單元的步進電機5。計算機6控制掃描攝像機2的自動連續(xù)掃描或手動掃描方式，同時結(jié)合生產(chǎn)系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集，實現(xiàn)對檢測圖像的處理，計算機6對缺陷進行定位、分類等處理后輸出。
權(quán)利要求
1.一種掃描式帶鋼表面檢測方法，其特征是安裝于帶鋼表面上方中部的全景攝像機和安裝于橫跨帶鋼寬度的傳動帶上可往復移動的掃描攝像機，全景攝像機對帶鋼頭部和寬度進行全局范圍檢測，獲得檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機，同時掃描攝像機根據(jù)帶鋼寬度開始往復掃描檢測，全景攝像機進行全寬度檢測，發(fā)現(xiàn)目標后進行缺陷判斷，不是，重新進行全寬度檢測；是，進行初步判斷缺陷類別和位置，掃描攝像機根據(jù)缺陷位置確定掃描范圍，掃描攝像機在新的掃描位置往復檢測或定位檢測，對目標進行局部放大檢測，進行缺陷判斷，計算機控制掃描攝像機的自動連續(xù)掃描或手動掃描，并對檢測圖像的處理，對缺陷進行定位、分類等處理并輸出報表。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的掃描式帶鋼表面檢測方法，其特征是發(fā)現(xiàn)目標后進行缺陷判斷的步驟是(1)對目標進行檢測，包括初檢或精檢，(2)進行缺陷檢測，(3)對缺陷進行區(qū)域分析，(4)特征提取，(5)對缺陷進行分類。
3.一種實施權(quán)利要求1所述掃描式帶鋼表面檢測方法的裝置，其特征是該裝置包括攝像單元、傳動單元和計算與控制單元，攝像單元包括全景攝像機和掃描攝像機，全景攝像機安裝于帶鋼表面上方中部，掃描攝像機安裝于橫跨帶鋼寬度的傳動帶上可隨傳動帶左右往復移動，傳動單元包括傳動帶、導軌和步進電機，導軌安裝于帶鋼上方且橫跨帶鋼寬度，步進電機帶動傳動帶，傳動帶帶動掃描攝像機在導軌上往復移動，計算與控制單元包括圖像卡和計算機，全景攝像機和掃描攝像機連接計算與控制單元，檢測圖像經(jīng)圖像卡輸入計算機，經(jīng)計算機運算后輸出驅(qū)動傳動單元的步進電機，計算機對檢測圖像進行處理，對缺陷進行定位、分類等處理并輸出報表。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶鋼表面檢測方法和實施該方法的裝置，尤其對單一的大面積的帶鋼表面缺陷檢測及連續(xù)產(chǎn)生的小缺陷的檢測。本發(fā)明通過全景攝像機(1)與高分辨率掃描攝像機(2)并用，采用全景攝像機對帶鋼(7)表面的全局包括帶鋼寬度先進行檢測，然后用可移動的掃描攝像機對局部進行掃描放大檢測，既可檢測出較顯著缺陷，又能對較小的連續(xù)產(chǎn)生的表面缺陷進行檢測，從而提高了帶鋼表面缺陷檢測的準確率，整個裝置結(jié)構(gòu)簡單，硬件成本低，檢測效率高。與生產(chǎn)控制系統(tǒng)配合，可獲得表面質(zhì)量較穩(wěn)定的帶鋼。
文檔編號G01N21/88GK1508535SQ0215506
公開日2004年6月30日 申請日期2002年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月20日
發(fā)明者何永輝, 喬俊良, 陸麗華, 李紅梅, 萬國紅, 蔣劍峰 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司