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1、长宽板形在线自动测量系统在中厚板厂的应用对于钢板长宽尺寸数据，系统将在显示器上显示钢板长宽尺寸的极大值、极小值与平均值以及公差带图形，如图二。图二测量数据显示界面 2.3.2钢板板形数据 如图三所示系统将在显示器上显示钢板弯曲度镰刀弯、不平直程度、头尾外形等。 图中虚线局部表示的是可以剪切出来的最大内接矩形。将以数字形式显示此矩形的详细长度、宽度及其四周的W值。 板型仪显示钢板实时轮廓、每米钢板镰刀弯数值，保存上一块钢板整体轮廓、镰刀弯数值，镰刀弯数值超过每米20mm详细报警数值可灵敏调整颜色报警，在钢板轮廓上予以变色显示，以提醒操纵工留意调整。 板型仪显示钢板整体视频板型，操纵工可直观地看到
2、板型情况，便于操纵调整板型。 图三板形定义图示 钢板毛长显示实时长度测量数值，同时保存上一块轧制总长度数值。钢板毛宽显示实时宽度测量数值，头部舍去300500mm，每5米测量并显示一个宽度数值，同时保存上一块轧件宽度数值。 2.4实时性保证 系统选用的图像图形收集卡转换频率为25幅秒，图像的转换时间为40ms，解算时间少于2ms，因此实时性可以保证在45ms以内，即1秒钟内做22次位置检测和数据测量。 2.5测量误差分析 2.5.1宽度测量精度 测宽CCD摄像机组合由12号和13号两台CCD摄像机组成。每台CCD摄像机的视场为2290mm，测量场长度为1717mm，宽度为2540mm。两台CC
3、D摄像机的视场互相之间有20mm的重叠覆盖由此来保证无缝测量和平差处理。 单台测宽摄像机分辨率=视场范围/摄像机像素数=2290/768=2.98mm 应用钢板自发光无缝连续特点进展2倍像素细分，那么分辨率=2.98/2=1.49mm 宽度测量精度= (1.49 +1.49 )= 2.11mm 2.11mm 4.00mm 2.5.2长度测量精度 测长CCD摄像机组合由110号10台CCD摄像机组成。每台CCD摄像机的视场为长3840mm，宽度为2880mm，10台CCD摄像机的视场互相之间有20mm的重叠覆盖由此来保证无缝测量和平差处理，整个测量场长度为38080mm。 单台测长摄像机分辨率=
4、视场范围/摄像机像素数=3840/768=5.00mm 应用钢板自发光无缝连续特点进展2倍像素细分，那么分辨率=5.00/2=2.50mm 长度测量精度= (2.50 +2.50 )= 3.54mm 3.54mm 8.00mm 2.5.3镜头畸变误差 这属于系统误差，一般摄像机镜头的畸变小于2%， 畸变误差视场半径2% 长度畸变误差 3840/2 0.02=38.40mm 宽度畸变误差 1540/2 0.02=22.90mm 这时误差是很大的，必须修正。方法是用光学测量的方法实测出每个镜头的畸变曲线，然后由计算机对钢板的数字图像进展实时修正，一般精度可到达5 ，即长度畸变误差在0.19mm以内
5、，宽度0.11mm。由于畸变是随视场变化的，所以视场越小；畸变那么越小。 2.5.4CCD像素刻化的不均匀性 CCD像素的尺寸是比拟严格的，一般的刻化误差在1 5 左右。这个误差是随机误差，但由于器件的分等级方法，所以用于测量的器件应该对其CCD像素进展精细量测检验，假设按1 5 计算，误差在0.10mm以下。 2.5.5环境因素引入的误差 这些误差包括天车行走、轧机震动和其他振动带来的测量误差。这些可以通过在地面上布测空间精细测量控制网来加以修正，同时也保证了13个CCD摄像机之间互相关联的精细性和稳定性。 2.5.6全系统精度保证 采用像元细分技术来进步分辨率，保证测量精度。相对精度控制在
6、 0.1 以下。既宽度 4mm；长度 8mm(动态连续测量)。 3.软件内容 3.1切换、摄像和影像数字化； 3.2镜头畸变校正，影像边沿增强、判别和规整； 3.3尺寸规划、测量和板形及板头、板尾测量规划； 3.4测量数据处理、统计和输出；可将精轧机最终测量结果通过车间以太网传递到精整各剪切区操纵岗位，以便于保证实现最大内接矩形的剪切； 3.5数据通讯与交换； 4.测量设备的标定与精度检测 4.1测量设备的标定 用带有白色圆点的标准长尺，采用精细三维布网方法构成平面白色点阵，对发光点阵摄影图像应用结合平差的方法对CCD摄像机进展标定。假设不更换CCD摄像机就无需标定。 4.2测量设备的精度检测
7、 用带有白色圆点的长尺在测量场内按任意方位、任意长度进展实际CCD摄影测量，所测精度应到达工艺要求。 5.测量设备的防护措施 由于现场的环境比拟恶劣，必须对测量设备采取防护措施。 5.1CCD摄像机的防护 现场温度变化温度-1570，而CCD摄像机是半导体器件，使得CCD摄像机对温度比拟敏感。又由于现场的粉尘、水汽以及震动较大，本测量设备安装在一个由铝和复合材料制成的密封箱内，隔绝温度、水汽与粉尘。箱内有双向可逆式半导体致冷器和温度传感器组成的温度自动控制系统。保证箱内温度控制在30 5。整个箱体带有防震系统。 5.2CCD摄像机镜头的防护 钢板轧制现场氧化皮和水汽多，在随热空气的上升期间粉尘
8、互相碰撞摩擦而带电，极易吸附在镜头外表。本测量设备的CCD摄像机镜头前外表安装了一块镀有消静电膜的保护玻璃，可防止带电粉尘的吸附。 5.3CCD摄像机镜头杂散光线的滤除 钢板温度高，辐射大量的红外光线以及杂散光线，严重影响钢板图像的获取。本测量设备采用红外滤光镜头，滤除红外以及杂散光，以保证图像质量。 6应用效果 长宽板形在线自动测量系统应用后，效果良好，主要优点是：全自动运行，无需人工干预，大大减轻了操纵人员的劳动强度；测量精度高，测量稳定；实时测量钢板的长度和宽度；测量钢板的板形参数；实时显示钢板的板形，便于操纵人员把握钢板的弯曲情况；实时显示钢板在辊道上的位置，便于操纵人员把握钢板的跑偏情况；每块钢板的测量数据存储在计算机中，便于随时检查分析等等。 简介 霍启军，男，40岁，电气高级工程师。1996年7月毕业于山东工程学院电气工程系，获工学学士学位，2006年毕业于山东大学电气工程学院，获工程硕士学位。现主要从事自动化控制系统的研究与应用工作。