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原文传递适用于钢卷端部的缺陷检测装置及方法

专利名称：	适用于钢卷端部的缺陷检测装置及方法
摘要：	本发明提供了一种适用于钢卷端部的缺陷检测装置，包括：检测塔，检测塔内设置有2D检测相机、3D检测相机、自动对焦组件、PLC信号处理器、工控机数据处理器和光源；通过2D检测相机、3D检测相机和光源获取2D缺陷信息和3D缺陷信息；PLC信号处理器控制自动对焦组件根据待测钢卷宽度进行移动使2D检测相机和3D检测相机的物距前后一致；工控机数据处理器接收到2D缺陷信息和3D缺陷信息后，实时进行缺陷识别处理；光源包括LED光源和激光光源。本发明能够实现钢卷端部缺陷二维形貌和三维形貌同步检测，并通过融合算法将二维形貌与三维形貌特征融合，增加了缺陷的可识别特征，从而大幅提高缺陷识别率，实现对端部缺陷的有效检测。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海宝信软件股份有限公司
发明人：	陈豪;杨国;朱丽婷
专利状态：	有效
申请日期：	2021-07-15T00:00:00+0800
发布日期：	2023-01-17T00:00:00+0800
申请号：	CN202110802059.2
公开号：	CN115615991A
代理机构：	上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：	胡晶
分类号：	G01N21/88;G01N21/89;G;G01;G01N;G01N21;G01N21/88;G01N21/89
申请人地址：	200120 上海市浦东新区自由贸易试验区郭守敬路515号
主权项：	1.一种适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，包括：检测塔，所述检测塔内设置有2D检测相机(1)、3D检测相机(2)、自动对焦组件(3)、PLC信号处理器(5)、工控机数据处理器(6)和光源；通过所述2D检测相机(1)、所述3D检测相机(2)和光源获取2D缺陷信息和3D缺陷信息；所述PLC信号处理器(5)控制所述自动对焦组件(3)根据待测钢卷宽度进行移动使所述2D检测相机(1)和3D检测相机(2)的物距前后一致；所述工控机数据处理器(6)接收到2D缺陷信息和3D缺陷信息后，实时进行缺陷识别处理；所述光源包括LED光源(8)和激光光源(7)。 2.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，所述2D检测相机(1)设置在待测钢卷两侧平行于端面的位置，垂直方向拼接幅面完全覆盖待测钢卷的端面。 3.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，所述3D检测相机(2)和光源设置在待测钢卷两侧，所述3D检测相机(2)和光源成夹角设置。 4.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，当待测钢卷经过检查区域时收到检测开始信号，自动对焦组件(3)带动2D检测相机(1)对卷宽做适应性移动，所述2D检测相机(1)连续采集端部图像，通过拼接形成一个完整的端面检查图像，通过缺陷识别算法从端面检查图像中获取缺陷信息。 5.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，当待测钢卷经过检查区域时收到检测开始信号，自动对焦组件(3)带动3D检测相机(2)对卷宽做适应性移动，所述3D检测相机(2)连续采集投影到端面的激光影像，拼接并获得一个完整的端面图像，解算获得三维点云后获取型材轮廓的高精度三维点云信息及提取后的缺陷信息。 6.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，所述2D检测相机(1)和所述3D检测相机(2)通过精确标定和同步运动保持物距一致。 7.根据权利要求1所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，当采集到的三维点云图形成完整的端面圆，采集的二维图拼接成一个完成圆，以缺陷为中心，找到钢卷外圈或内圈边缘，或非钢卷部分的典型位置，或钢卷纹理，收集各类不同的特征点，通过特征匹配加权算法，实现缺陷定位的融合。 8.根据权利要求7所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，当缺陷定位后，综合缺陷点云特征、缺陷灰度特征，重新提取缺陷并将缺陷特征记录进数据库。 9.根据权利要求8所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置，其特征在于，当缺陷定位及提取完成后，采用决策树分类器和神经网络算法相结合的分类算法进行缺陷的准确分类。 10.一种适用于钢卷端部的缺陷检测方法，其特征在于，使用权利要求1-9中任一项所述的适用于钢卷端部的缺陷检测装置进行缺陷检测，包括如下步骤：步骤S1：当待测钢卷到达传动侧检测塔前一个托盘工位时，L2信息系统发送待测钢卷信息给工控机数据处理器(6)；步骤S2：当待测钢卷经过传动侧检测塔工位前安置的光电开关时，PLC信号处理器(5)收到开关信号后，通知检测塔开始换卷，并开始记录待测钢卷行走的距离，PLC信号处理器(5)控制自动对焦组件(3)根据待测钢卷宽度进行移动，同时PLC信号处理器(5)发送光源打开信号给激光光源(7)和LED光源(8)；步骤S3：当待测钢卷到达传动侧检测塔3D检测相机(2)的检测工位时，3D检测相机(2)根据编码器提供的钢卷运动速度信号，触发3D检测相机(2)开始拍摄，对钢卷端部进行逐行扫描，获取钢卷端面三维信息，工控机数据处理器(6)接收到信息后，实时对三维检测数据进行处理，获得缺陷的三维形貌信息；步骤S4：当待测钢卷到达传动侧检测塔2D检测相机(1)的工位时，2D相机根据编码器计算的待测钢卷运动速度信号，触发2D检测相机(1)开始拍摄，逐帧拍摄获取端面检测图片，工控机数据处理器(6)接收到信息后，实时进行缺陷的识别处理，获得缺陷位置及类别初始信息；同时工控机数据处理器(6)将2D缺陷信息和3D缺陷信息进行融合，并将检测结果存储在服务器中；步骤S5：最终检测结果实时在终端显示器上展示出来。