非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统及其方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107202797A(43)申请公布日2017.09.26(21)申请号201710545266.8(22)申请日2017.07.06(71)申请人天津电气科学研究院有限公司地址300180天津市河东区津塘路174号(72)发明人张殷王万新刘天惠石宽曹鑫辉王亚杰梁素芬(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人王利文(51)Int.Cl.G01N21/892(2006.01)G01N21/88(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图2页(54)发明名称非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统及其方法(57)摘要本发明涉及一种非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统及其方法，其主要技术特点是：该系统包括多个线阵扫描相机装置、集中式系统主机及I/O接口板；线阵扫描相机装置安装在焊缝检测点并进行现场各焊缝检测点的图像信号采集，集中式系统主机接收各个线阵扫描相机装置回传的图像信号并实现钢焊缝检测功能；该检测方法在使用Houghlines直线检测算法后采用直线拟合逻辑分析判别算法用以更加准确地判定该轮廓直线是否为焊缝。本发明设计合理，大大提高了多检测点同时处理高速运行生产线的允许最大通过速度，能够准确而快速地识别带钢焊缝，在保证识别率的基础上大大减小了程序误报的概率，可广泛应用于带钢焊缝检测领域。CN107202797ACN107202797A权利要求书1/2页1.一种非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统，其特征在于：包括多个线阵扫描相机装置、集中式系统主机及I/O接口板；所述线阵扫描相机装置安装在焊缝检测点并进行现场各焊缝检测点的图像信号采集，线阵扫描相机装置通过光纤/以太网传输设备与集中式系统主机相连接并将采集的图像信号传输给集中式系统主机；所述集中式系统主机接收各个线阵扫描相机装置回传的图像信号并实现钢焊缝检测功能，该集中式系统主机通过I/O接口板与生产线基础自动化控制器相连接用于采集生产线实时速度，该集中式系统主机通过I/O接口板与生产线基础自动化控制器相连接并向其发送控制信号。2.根据权利要求1所述的非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统，其特征在于：所述线阵扫描相机装置包括线阵扫描相机、线阵光源及光源控制器，所述线阵扫描相机通过光源控制器与线阵光源相连接，所述线阵光源在光源控制器的控制下为线阵扫描相机供电。3.根据权利要求1或2所述的非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统，其特征在于：所述线阵扫描相机装置安装在生产线上各检测点位处主机架上，该主机架安置在被检测焊缝位置的正上方且底部与地面固装，该主机架实现对线阵扫描相机装置安装及防护功能；所述集中式系统主机、I/O接口板安装在电气控制室内的计算机台上。4.根据权利要求1或2所述的非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统，其特征在于：所述线阵扫描相机采用BASLERraL2048-48gm相机且其内置线阵扫描相机镜头为ML-U1614MP9，所述线阵光源为2048线阵光源，所述光源控制器控制器采用P-LSP-600-W控制器。5.根据权利要求1或2所述的非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统，其特征在于：所述集中式系统主机采用研华610H工控机并且内置有带钢焊缝检测软件。6.一种如权利要求1至5任一项所述非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测系统的检测方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1、集中式系统主机接收多个监测点线性扫描相机装置采集的图像；步骤2、采用中值滤波法对每一帧图像进行平滑处理；步骤3、建立结构元素并采用膨胀算法和腐蚀算法消除噪声、分割出独立的图像元素；步骤4、对计算图像的平均像素值，根据平均像素值获得阈值分割值，从而获得图像轮廓；步骤5、使用Canny边缘算法找出图像中的所有边缘；步骤6、使用Houghlines直线检测算法获取所有斜率在一定规定范围内的直线；步骤7、采用直线拟合逻辑判别方法判别是否有焊缝，如有焊缝则向生产线基础自动化控制器发送焊缝信号；否则返回步骤1继续进行检测。7.根据权利要求6所述的非接触式连续热镀锌生产线带钢焊缝检测方法，其特征在于：所述采用直线拟合逻辑判别方法判别是否有焊缝包括以下步骤：⑴设置一定像素高和宽的滑动窗口；⑵让滑动窗口从图像第1行开始到图像结尾行以1个像素行距进行步进扫描；⑶获取在滑动窗体内的所有线段；⑷累加所有线段长度并剪去重合线段长度，获得新线段长度；⑸判断所有新线段的长度并获得最长的新线段值；2CN107202797A权利要求书2/2页⑹判断得到的最长的新线段值是否大于图像宽度的阈值；⑺如果大于阈值则认为是有焊缝标志；⑻如果不大于阈值则认为无焊缝标志。3CN107202797A说明书1/4页非接触式连续热镀锌生