【摘要】 本发明公开了一种基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测系统及方法。在该检测系统中利用面阵CMOS相机获取入射在中厚板带钢表面的线激光的图像，再利用二次投影算法对拍摄的图像进行处理，精确地提取出图像中激光线纵向位置坐标和激光线的端点位置坐标，通过激光线纵向位置坐标可以计算出中厚板表面的高度信息，通过中厚板表面的高度信息和激光线端点的位置坐标结合相机的视觉标定可以确定被测带钢边缘的空间位置坐标，再结合激光多普勒测速仪测量的带钢的速度数据，经计算机处理之后可以得到中厚板带钢的轮廓曲线。本发明不仅实现了中厚板带钢两侧轮廓的在线非接触式高速检测，还实现了中厚板带钢头、尾轮廓的在线非接触式高速检测。 【专利类型】发明授权 【申请人】杭州浙达精益机电技术股份有限公司 【申请人类型】企业 【申请人地址】311121 浙江省杭州市余杭区五常街道文一西路998号18幢401室 【申请人地区】中国 【申请人城市】杭州市 【申请人区县】余杭区 【申请号】CN201210009350.5 【申请日】2012-01-12 【申请年份】2012 【公开公告号】CN102538705B 【公开公告日】2014-11-05 【公开公告年份】2014 【授权公告号】CN102538705B 【授权公告日】2014-11-05 【授权公告年份】2014.0 【IPC分类号】G01B11/24 【发明人】胡旭晓; 刘日明; 唐志峰 【主权项内容】1.一种基于二次投影算法的在线非接触式中厚板轮廓检测系统，其特征在于包括中厚板轮廓检测装置和控制装置；中厚板轮廓检测装置包括传感器柜(1)、线激光源(2)、面阵CMOS相机(3)、相机镜头(4)、面阵CMOS相机的安装位置(5)、激光多普勒测速仪(6)、螺丝(7)、两个相邻的面阵CMOS相机的视觉重叠区域(8)、被测带钢(9)、带钢输送辊道(10)、光电开关接收器(13)和光电开关发射器(14)；传感器柜(1)内在等高平面上设有两个面阵CMOS相机(3)，在面阵CMOS相机(3)上装有相机镜头(4)，且在其面阵CMOS相机(3)的两侧分别设有多个线激光源(2)，线激光源(2)与面阵CMOS相机(3)轴线之间的夹角为2-12度，激光多普勒测速仪(6)通过螺丝(7)固定在传感器柜(1)的下端，带钢输送辊道(10)上设有被测带钢(9)，在被测带钢(9)上设有两个相邻的面阵CMOS相机的视觉重叠区域(8)光电开关接收器(13)安装在传感器柜(1)的正前方，光电开关发射器(14)安装在光电开关接收器(13)的正下方形成对射，且光电开关发射器(14)安装在低于带钢输送辊道(10)的平面的高度平面上，面阵CMOS相机(3)与相机工控机相连，激光多普勒测速仪(6)与前端工控机相连，且前端工控机通过网线与相机工控机相连，传感器柜(1)放置在龙门架上；控制装置包括面阵CMOS相机、激光多普勒测速仪、基于CPCI接口的图像采集卡、相机工控机、基于CPCI接口的串口扩展卡、模拟信号采集卡、数字I/O信号控制卡、前端工控机；前端工控机分别与相机工控机和基于CPCI接口的串口扩展卡相连，相机工控机与基于CPCI接口的图像采集卡相连，基于CPCI接口的图像采集卡与两个面阵CMOS相机相连，基于CPCI接口的串口扩展卡分别与激光多普勒测速仪、模拟信号采集卡和数字I/O信号控制卡相连；面阵CMOS相机拍摄的图像通过Camera Link通信传输给基于CPCI接口的图像采集卡，基于CPCI接口的图像采集卡对拍摄图像进行预处理，并将处理后的图像经CPCI通信接口传输给相机工控机，相机工控机通过TCP/IP以太网与前端工控机进行数据交互，激光多普勒测速仪测得的速度信息通过RS232通信协议传输给基于CPCI接口的串口宽展卡，模拟信号采集卡和数字I/O信号控制卡通过RS485通信协议与基于CPCI接口的串口宽展卡进行数据交互，基于CPCI接口的串口宽展卡通过CPCI通信接口与前端工控机进行数据交互； 所述的二次投影算法的第一次投影算法为： 将图像中每一行所有像素点的灰度值投影到该行的纵向坐标上，即得到该行上所有像素点灰度值的累加和记为Ti； 式中，f(i, j)为图像中i行j列上像素点对应的灰度值，m为图像的纵向宽度，n为图像的横向宽度； 对上述像素点上灰度值的累加和Ti进行对比，选取最大值所对应的行作为图像中激光线中心线的纵向位置坐标Y； {Y＝k'|Tk'＝MAX[T1, T2, …Ti…Tm]} 式中，k'为像素点上灰度值累积和最大行所对应的纵向坐标位置； 所述的二次投影算法的第二次投影算法为： 针对图像中上述五行中的其中一行，截取包含激光线端点的部分进行处理，对两相邻像素点之间按照其灰度值进行等间隔线性插值，使两相邻像素点之间包含多点，在第j列上像素点之后第n个插入点所对应的横坐标 为： 且fn(i, j)∈正整数，且f(i, j+1)≠f(i, j)} 式中，fn(i, j)为在f(i, j)与f(i, j+1)值之间插入的第n点对应的值，f(i, j)为这一行第j列上像素点对应的灰度值，f(i, j+1)为这一行第j+1列上像素点对应的灰度值，i为像素点的纵坐标，j为像素点的横坐标； 对线性插值后的行，横坐标x与其对应的值y构成新函数表示为： 利用第二次纵向投影，即统计0-255之间每一个灰度值包含的个数，记灰度值为k时所对应的个数为Nk Nk＝Σgk(x)k＝0, 1, …255 对Nk进行选取个数为1其所应对的灰度值k，依据灰度值k可以计算其所对应的横坐标x，再利用加权的方法计算出激光线端点的亚像素横坐标： 式中，X为该行激光线端点的亚像素横坐标，N′为个数为1的灰度值的数目，xi′为第i′个灰度值所对应的横坐标。 【当前权利人】浙江浙大网新环境工程有限公司 【当前专利权人地址】浙江省杭州市拱墅区祥园路139号智慧立方科技中心2幢7楼701室 【专利权人类型】其他股份有限公司(非上市) 【统一社会信用代码】91330100143077136K 【引证次数】3.0 【他引次数】3.0 【家族引证次数】3.0 【家族被引证次数】22

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