基于双目视觉检测的中厚板轮廓检测系统及远程监控平台开发

摘要

随着我国钢铁行业的飞速发展，对钢材料的需求不断加大，钢材的检测要求也在不断的提升。对于钢材板形的检测是钢材检测指标中必不可少的重要一项。在板形检测中，对钢板轮廓的检测又是其中至关重要的一环。目前，传统的基于人工目视检测的方法已经大大落后，完全不能满足对钢板轮廓的检测要求，目前对钢板轮廓检测方法分为接触式和非接触式。
　　本文研究了一种非接触式的基于双目视觉技术的中厚钢板轮廓检测系统，采用双目摄像机视觉成像技术，利用激光线作为钢板图像的特征，并对线激光的端点进行坐标提取，将提取的坐标点与钢板速度信息进行匹配，利用匹配后的点对钢板轮廓进行拟合。基于此检测系统还开发了一套用于轮廓检测的远程监控平台，实现对钢板轮廓的远程监控。具体的内容分以下几点:
　　(1)介绍了当前对于板形类材料的轮廓技术及其发展态势，介绍了非接触式钢板轮廓检测发展以及远程监控技术的发展。
　　(2)介绍了检测系统的整体布局及相关检测元器件，对其中的关键图像处理算法做了详细的解释与分析，建立了相机模型，描述了双目视觉系统中坐标系转换关系.
　　(3)根据非接触式钢板轮廓检测技术，对基于图像拼接的钢板图像边缘提取技术做了分析和探讨，提出将点激光和线激光组合作为钢板图像的特征，并对点激光光斑中心提取方法做了比较与分析。针对线激光的端点提取采用投影统计确定端点的纵向位置坐标，通过曲线拟合确定横向位置的方法，采用此法的激光线端点坐标提取达到了亚像素精度级别，提取的稳定性重复精度较高。
　　(4)开发并搭建了轮廓检测的远程监控平台，实现了对钢板轮廓的实时监测，网页动态刷新，对历史数据的浏览及下载，满足了工作人员的需求。

目录

声明

摘要

1．1 引言

1．2 基于视觉检测的中厚钢板轮廓检测相关技术

1．2．1 基于机器视觉的中厚钢板轮廓检测研究现状

1．2．2 工业检测远程监控技术

1．3 论文的主要研究内容

1．4 本章小结

第二章 中厚板双目视觉检测系统中对图像拼接和激光特征的研究

2．1 图像拼接方法介绍及在中厚板上应用适用性

2．2 基于激光特征的中厚板轮廓检测原理

2．2．1 基于激光特征的中厚板轮廓检测方案

2．2．2 检测过程的实现

2．3 建立摄像机模型及参数标定

2．3．1 摄像机理想模型

2．3．2 坐标系之间的关系

2．4 钢板移动速度获取

2．4．1 磁栅传感器获取速度

2．4．2 速度数据的处理

2．5 本章小结

第三章 轮廓检测系统平台搭建及图像关键算法研究

3．1 轮廓检测系统平台总体设计

3．2 轮廓检测系统子组件系统

3．2．1 激光光源设计系统

3．2．2 速度采集计算系统

3．3 图像关键算法研究

3．3．1 点激光光斑中心提取

3．3．2 一字线激光双向坐标轴投影灰度值统计规律

3．3．3 基于梯度最大化的激光线边缘亚像素坐标提取

3．3．4 钢板轮廓拟合

3．4 本章小结

第四章 基于Web的中厚板轮廓检测远程监控平台

4．1 B／S和C／S架构

4．2 轮廓检测系统远程监控平台设计

4．3 数据传输通信设计

4．3．1 OPC协议、TCP／IP、Socket

4．3．2 远程检测平台数据传输协议驱动开发

4．4 MySQL数据库开发

4．4．1 数据库表的设计

4．4．2 数据表的结构

4．5 Web前端设计

4．5．1 前端界面划分布局

4．5．2 前后端数据交互和处理

4．6 Web服务器开发

4．6．1 搭建服务器平台

4．6．2 操作轮廓检测历史数据

4．7 本章小结

第五章 中厚板轮廓检测实验研究及结果分析

5．1 轮廓检测试验平台搭建

5．2 中厚钢板轮廓检测实验结果的分析与讨论

5．2．1 相机的标定结果及分析

5．2．2 点激光光斑中心提取分析

5．2．3 线激光端点坐标提取

5．2．4 钢板速度的计算

5．2．4 中厚板轮廓检测结果

5．4 中厚板轮廓拟合的精度分析

5．5 本章小结

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读学位期间的研究成果