一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统及其方法与流程

本发明涉及激光测量技术领域，具体指一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统及其方法。

背景技术：

在刚切断铸坯高温条件下，连铸坯切后产生不规则长度铸坯，需要精确知道该铸坯具体长度、宽度、体积等物理数据，而铸坯高温特性致使常规接触物理测量手段受限。传统测量或等待板坯冷却后的人工测量，或使用测量辊道进行编码器计数；人工测量需要等待板坯冷却，而铸坯往往还需要热轧，冷却后在送至热轧还要再次加热，浪费能源同时效率低下；测量辊道需要与铸坯直接物理接触，导致长期使用后磨损，测量精度下降，同时铸坯形状不规则，有时为圆形铸坯，与测量辊接触面积较小，测量辊对圆形铸坯检测难度较大。

技术实现要素：

本发明的目的实现一种通过线性激光投射与图像识别相结合的方式，测量物体物理体积数据的测量系统及其方法。

首先，基于线性激光测量不需要直接进行物理接触测量。同时，在待测物体上投射连续激光线条，是为了在物体表面形成特征明显易于识别的图形图案，防止因物体本身不规则的颜色属性，及随时变化的自然光照条件等因数，造成成像镜头的捕捉及面阵cdd成像的不规则性，降低后续计算机分析难度提高识别精度。

其次，基于ccd视觉技术大幅面、复杂形面、高难度面阵、快速的线扫描工件几何尺寸的检测设计应用。让成像系统捕捉后，迅速通过计算机进行高效识别及检测，最终得到待测物体的长度数据；后续计算机只需要对该激光线条进行特征识别和分析，自动筛选颜色差异的噪点和光线变化等多方因数的影响，从而达到高精度高效率识别和测量的目的。

本发明一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统，由线型激光器、成像镜头、面阵cdd、配套通讯设备及计算机构成，其特点在于，线性激光器对待测物体进行投射，在物体表面投射出连续的激光线条，随后成像镜头进行高频捕捉，并通过面阵cdd形成高像素精度的二维图像，通过配套通讯设备及时将二维图像传送至计算机，计算机对图片素材进行初步筛选、裁剪、拼接出测量计算素材，随后识别分析，得到该投射，然后在进行特征识别和分析，得到该线条长度，最终得到该测量物体实际测量数据，同时计算机及时的将数据传送至其他设备及系统。

本发明一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统的方法，包括如下步骤：

a.信号点通知高温连铸坯到达测量区域；

b.启动线性激光器在高温连铸坯表面投射出连续激光线条；

c.成像镜头进行高频扫描捕捉；

d.经面阵cdd形成高精度像素的二维图像；

e.通过配套通讯设实时将二维图像传送至计算机系统。

进一步，计算机将完整物体二维图像素材输入图像识别测量模块，图像识别测量模块对输入图像素材中每个像素经三原色原则(rgb值)进行计算作特征比对，随后利用霍夫变换直线检测原理对提取像素点线性是否连贯的线条连贯性检查，(排除单独噪点影响)，并提取连贯性高于100像素点判定为有效图形，随后对多个提取有效图形进行二值化处理，作面积比对，寻找连贯y轴最长提取形状即为该激光线条(排除其他类似图形或阴影等外界干扰噪点)，随后根据预设定的像素与实绩长度比例参数，对提取最终激光线条的像素进行计算，并得到激光线条实绩长度，最终获得该测量物体实际测量数据，随后通过通用通讯模块将数据输入其他设备或系统，用于后续使用。

本发明的有益效果在于：具有可在不接触待测物体前提下，只通过线性激光投射和图像识别技术结合，快速精确测量待测物体相关物理体积数据，保证了设备使用寿命和精度不受待测物体的接触性影响和测量数据高效稳定。可对无法通过接触物理测量特殊物体及环境，提供高效可行的测量手段。

附图说明

图1为本发明一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统的结构示意框图；

图2为本发明一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统的方法步骤框图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述

实施例，一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统，由线型激光器1、成像镜头2、面阵cdd3、配套通讯模块4、计算机5以光电信号方式连接构成(如附图1所示)。

本发明工作过程如下：

一种用于高温连铸坯的线性激光测量系统的方法，其特点在于，包括如下步骤(如附图2所示)：

a.信号点通知高温连铸坯到达测量区域；

b.启动线性激光器1在高温连铸坯表面投射出连续激光线条；

c.成像镜头2头进行高频扫描捕捉；

d.经面阵cdd3形成高精度像素的二维图像；

e.通过配套通讯设备4实时将二维图像传送至计算机5系统。

所述计算机5还包括如下步骤：

f.1计算机5接收二维图像，经图像识别测量模块进行初步筛选、裁剪、拼接提取测量计算图像素材；

f.2计算机5图像识别测量模块对图片中激光线条进行特征识别和分析，利用三原色原则(rgb值)进行计算、比对，得到该线条长度；

f.3计算机5根据图像识别测量模块计算，最终得到高温连铸坯实际测量数据，通过通讯模块4将数据传送至其他设备及系统。

进一步，计算机将完整物体二维图像素材输入图像识别测量模块，图像识别测量模块对输入图像素材中每个像素经三原色原则(rgb值)进行计算：

本系统采用纯绿色激光，故比对筛选时找出像素点g值为256，r为0，b为0的像素点，对符合三原色特征需求的像素进行提取作特征比对；

随后利用霍夫变换直线检测原理对线条作连贯性检查，提取像素点线性是否连贯(排除单独噪点影响)，并提取连贯性高于100像素点判定为有效图形，其他为噪点予以剔除；

进一步，对多个提取有效图形进行二值化处理，然后找到面积大于1200个像素为有效图形，其余为噪点进行剔除；

继续作面积比对，寻找连贯y轴最长提取形状即为该激光线条(排除其他类似图形或阴影等外界干扰噪点)，随后根据预设定的像素与实绩长度比例参数，对提取最终激光线条的像素进行计算，并得到激光线条实绩长度，最终获得该测量物体实际测量数据，随后通过通用通讯模块将数据传入其他设备或系统，用于后续使用。

其中，所述比例参数：在所有设备安装到位后，进行一次标尺拍摄，对已知长度物体进行投射拍摄，得到其投射线条像素点，然后根据已知长度除以像素点数量，得到像素与实际长度比例参数值，例如将已知10米的钢管投射激光线条后进行拍摄，随后图像识别测量模块得到该线条有10万像素，那像素与实际长度比例参数值为：10000mm/100000＝0.1，在随后实际测量中；只需将得到像素^＊0.1即是该测量物体实绩长度。

整个测量过程无需人为干涉，完全由系统自行进行自动测量完成。

综上所述，本系统可用于无法或较难进行物理接触测量的物体及环境下，提供可测量手段，同时因无需进行物理接触，则系统不受测量物体因素影响而造成测量精度和使用寿命变化损失；同时本系统还有测量速度快速、测量数据精度较高、数据稳定、测量物体及周边环境影响较小等优势，可在连续大量快速的测量需求和较恶劣的测量环境中应用。