一种应用于连铸的方坯计数方法及装置与流程

本申请涉及机器视觉技术领域，尤其涉及一种应用于连铸的方坯计数方法及装置。

背景技术：

连铸是指炼钢炉炼制的钢水依次经过连铸机铸造和轧机轧制等流程，形成多根成型方坯的生产过程。参见图1，一个钢炉炼制而成的多根方坯3依次经过冷床1运输到分坯装置2时，控制系统会依次发出到位信号，然后分坯装置2上的铁齿将方坯一根一根的拨开运走。为了对一个班次或者浇次的方坯进行统计和结算，通常在方坯的运输过程中就对方坯进行计数处理。

目前采用接近开关实现方坯计数。多个分坯装置2等间距安装在冷床1的运输末端，接近开关设置在最侧边的分坯装置处，当多个分坯装置的铁齿同步对某根方坯进行分拨运输时，接近开关将会对感应到方坯进行计数。

但是实际工况中，一个分坯装置上相邻两个铁齿21的间距通常大于两根方坯的宽度之和，如图2所示，也就是说，若两根以上的方坯在冷床运输的时候就并在了一起，那么分坯装置的铁齿会将出现并坯的几根方坯同时拨至下一运输链上运走，这种情况下，接近开关仅会针对感应到的方坯计数加一，从而造成方坯漏计，导致计数结果出现错误。

技术实现要素：

为了解决采用接近开关对方坯计数时会产生方坯漏计，从而导致计数结果出现错误的问题，本申请通过以下实施例公开了一种应用于连铸的方坯计数方法及装置。

本申请第一方面公开了一种应用于连铸的方坯计数方法，所述方法包括：

获取相机拍摄的方坯图像，所述相机用于在控制系统每次发出到位信号时，对多个分坯装置上的方坯进行拍摄；

针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，所述矩形计数区域的长为所述分坯装置中相邻两铁齿之间的距离，宽为所述分坯装置中相邻两铁齿之间容许出现的最多并坯的宽度之和，所述矩形计数区域的中心点位于目标分坯装置中相邻两铁齿间的二分之一处，所述目标分坯装置为处于冷床运输末端最中间的分坯装置；

提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓；

获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心；

将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，所述目标方坯轮廓为所述矩形计数区域内的任意一个方坯轮廓；

提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓；

将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓；

根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。

可选的，所述标准面积值为单根方坯的目标侧面在所述圆形计数区域内最大轮廓的面积值。

可选的，所述根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数，包括：

获取所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，所述面积区间根据所述标准面积值预先设定；

根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数。

可选的，所述根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数，包括：

若所述待计数方坯轮廓的面积所属的面积区间为[(n-b)s0，ns0]，则所述待计数方坯轮廓中包含n根方坯，其中，s0表示所述标准面积值,b表示预设系数。

可选的，所述提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓，包括：

提取所述矩形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积；

根据预设的第一面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述矩形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第一面积阈值。

可选的，所述提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓，包括：

提取所述圆形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积；

根据预设的第二面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述圆形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第二面积阈值。

本申请第二方面公开了一种应用于连铸的方坯计数装置，所述装置用于执行如本申请第一方面所述的应用于连铸的方坯计数方法，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的方坯图像，所述相机用于在控制系统每次发出到位信号时，对多个分坯装置上的方坯进行拍摄；

矩形计数区域选定模块，用于针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，所述矩形计数区域的长为所述分坯装置中相邻两铁齿之间的距离，宽为所述分坯装置中相邻两铁齿之间容许出现的最多并坯的宽度之和，所述矩形计数区域的中心点位于目标分坯装置中相邻两铁齿间的二分之一处，所述目标分坯装置为处于冷床运输末端最中间的分坯装置；

第一方坯轮廓提取模块，用于提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓；

重心获取模块，用于获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心；

圆形计数区域选定模块，用于将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，所述目标方坯轮廓为所述矩形计数区域内的任意一个方坯轮廓；

第二方坯轮廓提取模块，用于提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓；

待计数方坯轮廓获取模块，用于将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓；

计数模块，用于根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。

可选的，所述计数模块包括：

面积区间获取单元，用于获取所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，所述面积区间根据所述标准面积值预先设定；

根数获取单元，用于根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数。

可选的，所述根数获取单元在根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数时，若所述待计数方坯轮廓的面积所属的面积区间为[(n-b)s0，ns0]，则所述待计数方坯轮廓中包含n根方坯，其中，s0表示所述标准面积值,b表示预设系数。

可选的，所述第一方坯轮廓提取模块包括：

第一图像轮廓获取单元，用于提取所述矩形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积；

第一筛选单元，用于根据预设的第一面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述矩形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第一面积阈值。

可选的，所述第二方坯轮廓提取模块包括：

第二图像轮廓获取单元，用于提取所述圆形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积；

第二筛选单元，用于根据预设的第二面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述圆形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第二面积阈值。

本申请公开了一种应用于连铸的方坯计数方法及装置，该方法包括：获取相机拍摄的方坯图像，针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓；获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心；将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓；将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓；根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。上述计数方法基于图像处理，能够准确对出现并坯的方坯数量进行计数，不会存在方坯漏计的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有连铸方坯运输系统的结构示意图；

图2为本申请实施例公开的分坯装置的结构示意图；

图3为本申请实施例公开的一种应用于连铸的方坯计数方法的工作流程示意图；

图4为本申请实施例公开的连铸方坯运输系统的结构示意图；

图5为本申请实施例公开的一种应用于连铸的方坯重复计数判别方法中，划定的矩形计数区域的示意图；

图6为本申请实施例公开的方坯表面出现氧化铁皮的示意图；

图7为本申请实施例公开的一种应用于连铸的方坯计数方法中，划定的圆形计数区域的示意图。

具体实施方式

为了解决采用接近开关对方坯计数时会产生方坯漏计，从而导致计数结果出现错误的问题，本申请通过以下实施例公开了一种应用于连铸的方坯计数方法及装置。

本申请第一实施例公开了一种应用于连铸的方坯计数方法，参见图3所示的工作流程示意图，所述方法包括：

步骤s101，获取相机拍摄的方坯图像，所述相机用于在控制系统每次发出到位信号时，对多个分坯装置上的方坯进行拍摄。

图4为本申请实施例公开的连铸方坯运输系统的结构示意图，所述相机4通过相机支架5安装在整个运输链床的侧边，用于拍摄分坯装置上的方坯。方坯3从冷床1运输到分坯装置2时会短暂停留，控制系统发出到位信号，所述相机4对方坯3进行拍摄，然后将拍摄所得的图像发送至控制系统，控制系统针对图像进行处理。

步骤s102，针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，所述矩形计数区域的长为所述分坯装置中相邻两铁齿之间的距离，宽为所述分坯装置中相邻两铁齿之间容许出现的最多并坯的宽度之和，所述矩形计数区域的中心点位于目标分坯装置中相邻两铁齿间的二分之一处，所述目标分坯装置为处于冷床运输末端最中间的分坯装置。

实际工况中，方坯可能会倾斜，但是其在最中心的位置处倾斜角度为最小，几乎是绕轴旋转，因此针对目标分坯装置选定矩形计数区域，可以最大程度上避免斜坯超出计数区域的范围。分坯装置中相邻两铁齿的间距为已知的参数，若相邻两铁齿的间距最多只能容许出现三根并坯，那么便可将矩形计数区域的宽度设为三根方坯的宽度之和。

具体的，方坯为方坯，其端面（即横截面）为矩形，包括长边和短边。方坯在冷床上传输的过程中，可能会发生翻滚，因此相机拍摄的图像中，针对不同方坯拍到的轮廓，可能是长边所在的较宽侧面，也可能是短边所在的较窄侧面。本实施例中，在设定矩形计数区域的宽时，以方坯横截面长边所在的宽度为基准，若相邻两铁齿的间距只能容许出现三根并坯，将矩形计数区域的宽均设为三根方坯横截面长边宽度的和。

图5为选定矩形计数区域之后的方坯图像示意图，图中基准线为矩形计数区域中垂直于长边的中心线。

步骤s103，提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓。

在一些实施方式中，采取以下步骤提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓：

提取所述矩形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积。

根据预设的第一面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述矩形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第一面积阈值。

其中，使用现有的图像处理技术，容易提取出矩形计数区域内的每个轮廓。但是由于实际工况中，方坯表面会出现氧化铁皮，且氧化铁皮的程度不同，这种情况会影响轮廓的面积大小。图像轮廓面积越少，说明该方坯出现较为严重的氧化铁皮现象，参见图6所示，能够看出，该矩形计数区域内的方坯轮廓被分裂成多个图像轮廓，为了能够准确获取矩形计数区域内方坯轮廓的个数，设定第一面积阈值，将大于该面积阈值的图像轮廓设为一个方坯轮廓，将小于该面积阈值的图像轮廓舍弃，依此提取矩形计数区域的所有方坯轮廓，得到方坯轮廓的个数。

步骤s104，获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心。通过现有的图像处理技术中的矩计算，能够计算出各方坯轮廓的重心位置。

步骤s105，将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，所述目标方坯轮廓为所述矩形计数区域内的任意一个方坯轮廓。

步骤s106，提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓。

在一些实施方式中，采取以下步骤提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓：

提取所述圆形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积。

根据预设的第二面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述圆形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第二面积阈值。

无论方坯倾斜了多少角度，在以其重心为圆点，固定半径所划定的圆形计数区域内，其轮廓面积始终都为固定值。

步骤s107，将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓。

将圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓，其余的轮廓属于干扰轮廓，全部舍弃。参见图7所示，方坯轮廓a的面积大于方坯轮廓b的面积，将方坯轮廓a设为该圆形计数区域内的待计数方坯轮廓。

步骤s108，根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。

所述标准面积值为单根方坯的目标侧面在所述圆形计数区域内最大轮廓的面积值。具体的，方坯为方坯，其横截面为矩形，那么其四个侧面则会存在两种面积大小，一种是横截面长边所在的侧面，一种是横截面短边所在的侧面，本实施例中，选取横截面长边所在的侧面为目标侧面，将目标侧面在圆形计数区域内的最大轮廓的面积值设为标准面积值。

进一步的，所述根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数，包括：

获取所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，所述面积区间根据所述标准面积值预先设定。

根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数。

进一步的，所述根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数，包括：

若所述待计数方坯轮廓的面积所属的面积区间为[(n-b)s0，ns0]，则所述待计数方坯轮廓中包含n根方坯，其中，s0表示所述标准面积值,b表示预设系数。实际工况中，方坯表面会出现氧化铁皮，影响图像中轮廓的面积大小。氧化铁皮的情况越严重，轮廓的面积会越小。针对这一情况，本实施例公开的系数b，可根据具体氧化铁皮的程度预先进行设置，作为示例，可设置为0.9、0.8或0.7等数值，需要说明的是，氧化铁皮的程度越严重，系数b的值越大。

具体的，若s<s0则为1根方坯；若2s0>s>1.1s0则为2根方坯；若3s0>s>2.1s0则为3根方坯，通常，因分坯装置中两铁齿的间距有限，不存在四根方坯同时发生并坯的情况。

将每个圆形计数区域的待计数方坯轮廓所包含的方坯根数累加至方坯总数，便可实现方坯的准确计数。

本申请公开了一种应用于连铸的方坯计数方法及装置，该方法包括：获取相机拍摄的方坯图像，针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓；获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心；将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓；将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓；根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。上述计数方法基于图像处理，能够准确对出现并坯的方坯数量进行计数，不会存在方坯漏计的问题，即使在方坯表面发生严重氧化的情况下，该方法也能够实现准确计数。

下述为本申请公开的装置实施例，用于执行上述方法实施例。对于装置实施例中未披露的细节，请参照方法实施例。

本申请第二实施例公开了一种应用于连铸的方坯计数装置，所述装置用于执行如本申请第一实施例所述的应用于连铸的方坯计数方法，所述装置包括：

图像获取模块，用于获取相机拍摄的方坯图像，所述相机用于在控制系统每次发出到位信号时，对多个分坯装置上的方坯进行拍摄。

矩形计数区域选定模块，用于针对所述方坯图像，选定矩形计数区域，所述矩形计数区域的长为所述分坯装置中相邻两铁齿之间的距离，宽为所述分坯装置中相邻两铁齿之间容许出现的最多并坯的宽度之和，所述矩形计数区域的中心点位于目标分坯装置中相邻两铁齿间的二分之一处，所述目标分坯装置为处于冷床运输末端最中间的分坯装置。

第一方坯轮廓提取模块，用于提取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓。

重心获取模块，用于获取所述矩形计数区域内每个方坯轮廓的重心。

圆形计数区域选定模块，用于将目标方坯轮廓的重心作为圆心，所述矩形计数区域的宽作为半径，重新划定圆形计数区域，所述目标方坯轮廓为所述矩形计数区域内的任意一个方坯轮廓。

第二方坯轮廓提取模块，用于提取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓。

待计数方坯轮廓获取模块，用于将所述圆形计数区域内面积最大的方坯轮廓设为待计数方坯轮廓。

计数模块，用于根据所述待计数方坯轮廓的面积及预设的标准面积值，获取所述待计数方坯轮廓中所包含的方坯根数。

进一步的，所述计数模块包括：

面积区间获取单元，用于获取所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，所述面积区间根据所述标准面积值预先设定。

根数获取单元，用于根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数。

进一步的，所述根数获取单元在根据所述待计数方坯轮廓面积所属的面积区间，判定所述待计数方坯轮廓所包含的方坯根数时，若所述待计数方坯轮廓的面积所属的面积区间为[(n-b)s0，ns0]，则所述待计数方坯轮廓中包含n根方坯，其中，s0表示所述标准面积值,b表示预设系数。

进一步的，所述第一方坯轮廓提取模块包括：

第一图像轮廓获取单元，用于提取所述矩形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积。

第一筛选单元，用于根据预设的第一面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述矩形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述矩形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第一面积阈值。

进一步的，所述第二方坯轮廓提取模块包括：

第二图像轮廓获取单元，用于提取所述圆形计数区域内的所有图像轮廓，并获取每个图像轮廓的面积。

第二筛选单元，用于根据预设的第二面积阈值，对所有图像轮廓进行筛选，获取所述圆形计数区域内的所有方坯轮廓，其中，所述圆形计数区域内的任一方坯轮廓的面积不小于所述第二面积阈值。

以上结合具体实施方式和范例性实例对本申请进行了详细说明，不过这些说明并不能理解为对本申请的限制。本领域技术人员理解，在不偏离本申请精神和范围的情况下，可以对本申请技术方案及其实施方式进行多种等价替换、修饰或改进，这些均落入本申请的范围内。本申请的保护范围以所附权利要求为准。