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平坦度是衡量带钢质量的一个重要指标。平坦度检测是板形自动控制中的一个关键环节,只有向控制系统提供准确而可靠的平坦度信息,系统才能向板形调节机构发出正确的指令。平坦度检测可分为接触式和非接触式测量两大类。从近年带钢平坦度检测技术的发展趋势看,非接触式检测因其结构简单,无损带钢表面,易于维护,价格低廉等优点而越来越受重视。在非接触式检测方法中,以光学方法应用最为广泛。
论文在系统分析现有激光板形检测技术的基础上,提出一种新的板形检测方法——线激光板形检测法,应用于带钢的在线检测。其检测原理为:线激光沿带钢宽度方向投射;用CCD摄像机摄取带钢图像;提取图像中的激光线形;利用计算的高度重构带钢的三维曲面;根据重构曲面获取板带平坦度信息。论文主要完成了以下研究工作:
(1)提出了基于线激光板形测量方法。该方法利用线激光、CCD摄像机、图像处理技术获取板形信息,并根据测量原理搭建了实验平台,编写了系统控制软件。
(2)根据系统线结构光条图像的特征,通过对现有光条图像中光条中心提取方法的分析,提出了一种灰度梯度跳变、光条特征筛选和灰度平方加权重心法相结合的光条中心提取方法,保证了提取结果的稳定性和准确性。
(3)新方法提取带钢宽度方向板形信息,测量点数较多,测量结果更加全面和准确;采用Visual C++和OpenGL混合编程技术编制了用于图像处理和三维表面重建及显示的应用软件,开发出了友好且实用的用户图形接口界面。
(4)利用新检测方法,在实验室中建立起了板形检测系统,模拟带钢在线检测。对检测结果进行验证,验证结果证实了检测方法的正确性。目前检测系统高度在0~40mm范围内,测量精度在±0.40mm以内。