專利名稱：監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及退火爐內(nèi)鋼帶跑偏領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法
背景技術(shù)：
冷軋鋼帶經(jīng)過軋制后，必須進行高溫退火才能滿足用戶的沖壓使用。退火的鋼帶 由于規(guī)格多、跳躍變化大，在密封的退火爐內(nèi)高溫高速運行，極易發(fā)生鋼帶在爐輥上偏離機 組中心線的跑偏而導(dǎo)致擦邊斷帶。每次爐內(nèi)鋼帶斷帶造成停機平均30小時，給生產(chǎn)組織帶 來很大困難，經(jīng)濟損失巨大。因此，有必要及時發(fā)現(xiàn)鋼帶跑偏現(xiàn)象，為及時調(diào)整退火生產(chǎn)模 型參數(shù)設(shè)定提供幫助，避免爐內(nèi)斷帶的發(fā)生。在生產(chǎn)線的設(shè)計上，為保證退火工藝的速度穩(wěn)定，在退火爐1的入出口各設(shè)置了 一個用于儲存鋼帶的活套4，示意圖如

圖1，活套4由一系列鋼輥2和一個可以上下移動的 框架構(gòu)成，框架的下面鋼輥2固定，上面的鋼輥2可以隨框架一起上下移動，具有一定的行 程。正常生產(chǎn)時入口活套4上面的鋼輥2處于最高位置，當(dāng)入口段需在線停機切換鋼卷時， 活套上面的輥子隨框架逐漸下降，不斷釋放鋼帶3以保證工藝段速度穩(wěn)定；當(dāng)入口切換好 鋼卷，入口速度加速，活套4上面的鋼輥2隨框架逐漸上升，活套量逐漸恢復(fù)滿套位置。為監(jiān)視退火爐內(nèi)鋼帶的運行，目前連續(xù)退火生產(chǎn)線上都安裝有工業(yè)電視ITV，對退 火爐的各個部位鋼帶的運行進行監(jiān)視，但這種監(jiān)視是實時的，必須通過操作人員的人眼進 行監(jiān)控，判斷鋼帶跑偏才采取相應(yīng)措施，且不能再現(xiàn)當(dāng)時的跑偏情況，如中班、夜班以及休 息日發(fā)生鋼帶跑偏事故，技術(shù)人員無法準(zhǔn)確獲知當(dāng)時的跑偏過程，給分析鋼帶跑偏事故帶 來很大的困難。這種靠人眼判斷鋼帶跑偏檢查方式還存在如下不足由于人眼容易疲勞，不 能進行長時間檢查，只能隨心檢查；爐內(nèi)鋼帶的生產(chǎn)速度提高，人員難以觀測細節(jié)；無法進 行精確的、及時的鋼帶跑偏校正；無法進行精確的事后故障分析；無法進行完備的爐內(nèi)鋼 帶生產(chǎn)履歷歸檔。因此，有必要開發(fā)基于圖像識別技術(shù)的ITV圖像及過程數(shù)據(jù)分析監(jiān)控系統(tǒng)，替代 人工識別判定系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，本發(fā)明利 用計算機處理ITV圖像數(shù)據(jù)，實現(xiàn)自動判斷鋼帶在鋼輥上是否偏離機組中心線，防止鋼帶 跑偏而導(dǎo)致擦邊斷帶。本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，包括以下步驟步驟一、設(shè)定鋼帶跑偏標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)鋼帶寬度，設(shè)定相應(yīng)的跑偏百分比R的臨界值R。， 跑偏百分比=跑偏量/ ((鋼輥長度-鋼帶寬度)/2)；步驟二、圖像數(shù)據(jù)采集，通過攝像頭采集退火爐內(nèi)鋼帶運行的RGB圖像數(shù)據(jù)并送 入跑偏控制服務(wù)器；步驟三、將RGB圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成灰度圖像數(shù)據(jù)；
步驟四、對灰度圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取鋼帶邊緣，得到鋼帶輪廓圖；步驟五、選取步驟四中最佳的鋼帶輪廓圖作為模版，利用模版匹配定位得到鋼帶 邊緣在圖像中的位置；步驟六、報警判斷，根據(jù)步驟五中得到的鋼帶邊緣在圖像中的位置，計算得到鋼帶 的跑偏百分比R，當(dāng)跑偏百分比R大于跑偏百分比臨界值Rc時，跑偏控制服務(wù)器控制報警器 報警，當(dāng)跑偏百分比R小于等于跑偏百分比臨界值I 。時，報警器不報警。所述的步驟三具體為，將攝像頭實時采集到的圖像RGB 3通道的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成灰 度圖像，由Gray表示，轉(zhuǎn)換的公式為Gray = R*0. 11+G*0. 59+Β*0· 30 (1)所述的步驟四中對灰度圖像數(shù)據(jù)進行處理，包括1)高斯濾波處理；對圖像進行預(yù)處理，對圖像縮放和平滑選擇的濾波算法為高斯濾波算法，二維高斯函數(shù)如下
權(quán)利要求
1.一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是，包括以下步驟步驟一、設(shè)定鋼帶跑 偏標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)鋼帶寬度，設(shè)定相應(yīng)的跑偏百分比R的臨界值I 。，跑偏百分比=跑偏量/((鋼 棍長度-鋼帶寬度)/2)；步驟二、圖像數(shù)據(jù)采集，通過攝像頭采集退火爐內(nèi)鋼帶運行的RGB圖像數(shù)據(jù)并送入跑 偏控制服務(wù)器；步驟三、將RGB圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成灰度圖像數(shù)據(jù)； 步驟四、對灰度圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取鋼帶邊緣，得到鋼帶輪廓圖； 步驟五、選取步驟四中最佳的鋼帶輪廓圖作為模版，利用模版匹配定位得到鋼帶邊緣 在圖像中的位置；步驟六、報警判斷，根據(jù)步驟五中得到的鋼帶邊緣在圖像中的位置，計算得到鋼帶的跑 偏百分比R，當(dāng)跑偏百分比R大于跑偏百分比臨界值I 。時，跑偏控制服務(wù)器控制報警器報 警，當(dāng)跑偏百分比R小于等于跑偏百分比臨界值R。時，報警器不報警。
2.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是所述的步驟三具體 為，將攝像頭實時采集到的圖像RGB 3通道的數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)換成灰度圖像，由Gray表示，轉(zhuǎn)換的 公式為Gray = R*0. 11+G*0. 59+Β*0· 30(1)
3.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是所述的步驟四中對 灰度圖像數(shù)據(jù)進行處理，包括1)高斯濾波處理；對圖像進行預(yù)處理，對圖像縮放和平滑 選擇的濾波算法為高斯濾波算法， 二維高斯函數(shù)如下
4.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是所述的步驟四對灰 度圖像數(shù)據(jù)進行處理中第4項的連接邊緣的步驟如下步1在圖像I中跟蹤邊緣線，對于一條邊緣線1，跟蹤至1的終點e ； 步2若圖像II中和點e對應(yīng)的e’點的8鄰域內(nèi)存在非零點P’，則將圖像I中和點P’ 對應(yīng)的P點包含在邊緣線1中，并重復(fù)步1 ；步3重復(fù)步1和步2直至完成所有邊緣線的連接。
5.如權(quán)利要求3所述的監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是所述的步驟四對灰 度圖像數(shù)據(jù)進行處理中第6項的消除干擾信息算法如下步1對圖像進行掃描，找到一個未被標(biāo)注的非零點，標(biāo)記這個點并作為種子，并修改該 標(biāo)記值對應(yīng)的標(biāo)記次數(shù)；步2用相同的標(biāo)記值標(biāo)注與種子相連接的所有像素。并修改該標(biāo)記值對應(yīng)的標(biāo)記次 數(shù)。如果圖像中還存在未標(biāo)記的非零點，轉(zhuǎn)至步1，否則轉(zhuǎn)至下一步； 步3設(shè)定合理的閾值T3，把連接像素少于T3的區(qū)域去除。
6.如權(quán)利要求1所述的監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，其特征是所述的步驟五具體為，選取圖像質(zhì)量較佳時的圖像，截取帶鋼邊緣部分的圖像，采用步驟四的方法進行處理， 通過調(diào)整得到合理的閾值，便可以得到輪廓完整的帶鋼部分邊緣二值化圖像，該圖像作為 模板使用；得到帶鋼邊緣圖像后，用模板滑過距離攝像機最近的鋼輥的兩側(cè)邊緣之間的整個帶鋼 邊緣存在區(qū)域，采用卷積操作得到匹配結(jié)果矩陣，即
全文摘要
本發(fā)明涉及退火爐內(nèi)鋼帶跑偏領(lǐng)域，尤其涉及一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法。一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的系統(tǒng)，包括攝像頭、監(jiān)控器、跑偏控制服務(wù)器、多路視頻轉(zhuǎn)換器、報警器和輸入設(shè)備。一種監(jiān)控退火爐內(nèi)鋼帶跑偏的方法，包括以下步驟1)設(shè)定鋼帶跑偏標(biāo)準(zhǔn)；2)圖像數(shù)據(jù)采集；3)將RGB圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成灰度圖像數(shù)據(jù)；4)對灰度圖像數(shù)據(jù)進行處理，提取鋼帶邊緣，得到鋼帶輪廓圖；5)選取模版，利用模版匹配定位得到鋼帶邊緣在圖像中的位置；6)報警判斷。本發(fā)明通過截取爐內(nèi)鋼帶運行ITV圖像數(shù)據(jù)，有效的完成了帶鋼跑偏圖像識別功能，能對鋼帶跑偏現(xiàn)象及時報警，并給事后分析產(chǎn)生爐內(nèi)鋼帶跑偏的原因提供依據(jù)。
文檔編號C21D11/00GK102134636SQ201010100958
公開日2011年7月27日 申請日期2010年1月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月26日
發(fā)明者何建鋒, 林莉軍 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司, 寶鋼新日鐵汽車板有限公司