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带钢表面自动缺陷检测系统的应用研究-安祺拉德

来源:未知       阅读量:     时间:2019-03-15

国内由于受带钢生产线的实际情况、经费和技术力量所限,带钢表面缺陷检测的研究起步较晚,整体水平较低,距离西方发达国家尚有相当大的差距。1990年华中理工大学罗志勇等采用激光扫描方法检测带钢表面孔洞缺陷,并开发了相应的信号处理电路。1995年在国家“八五”重点科技攻关项目的资助下,他们研制出了采用多台面阵CCD成像、通过基于PC环境的DSP系统所构成的图像处理平台进行冷轧带钢表而孔洞、重皮和边裂等缺陷检测的实验系统。同年,哈尔滨工业大学机器人研究所开始进行带钢表面主要缺陷的静态检测和识别方法的研究。
 
目前人工目测仍然是国内应用最多的方法。宝钢在国内最早采用带钢表而质量激光自动检测系统。宝钢1420mm电镀锡机组出口配置了在线激光表面检测仪,在带钢高速运行情况下可对带钢正反面同时检测,能自动识别出必φ0.1mm以上各种缺陷,分类能力达95%以上。宝钢1550mm冷轧生产线采用激光式自动表面缺陷检查仪对带钢表面质量进行检查和记录。
 
带钢表面自动检测系统的研究工作提出了许多问题需要解决,关键的部分如:(1)检测分辨率与灵敏度:(2)高速数据采集;(3)模式识别与图像处理(PRIP)计算机系统结构;(4)分类器系统等。
 
一、检测分辨率及灵敏度
 
如何有效地提高对带钢表面微细的、低对比度的缺陷类型的检测灵敏度,国外学者的研究工作中有许多方而值得借鉴:
 
 1.1、采用了两种不同的检测光路配置形式,其一是将CCD摄豫机设置丁=明域及暗域交界处,其二是在明域及暗域各设置一台摄像一是将CCD摄豫机设置丁=明域及暗域交界处,其二是在明域及暗域各设置一台摄像机,双机同步工作并相互匹配,研究结果表明后者效果较为明显;
 
1.2、提高A/D转换器的转换精度,统一考虑ADC的精度与采样速率、数字处理部件的运算能力及存储结构等多方面因素;
 
1.3、在A/D变换单元内进行自动增益校正(AGC),并将数据规格化器尽量前移至CCD摄像机内部;
 
1.4、针对主要感兴趣的缺陷类型分别研究专门的阈值化方法并予以综合运用,是现阶段较为可行的缺陷目标检出技术。
 
此外还应对以下方面给予足够的重视:
 
1.5、目前CCD摄像机的检测光路普遍采用“扇束”(Fan-beam)形式,而更为优化的检测光路应采用远心光路(Telecentric)形式,如图1所示。在远心光路中,由于摄像机的焦平面与带钢表面重合,有可能进一步提高检测的灵敏度;
 
1.6、根据微弱信号检测理论,研究钢带检测系统中电噪声的统计特征及其通过电路响应,探索基于Weiner线性滤波理论的信号波形恢复和噪声中微弱信号的判决及参量估计方法,还需注意低噪声前置放大器的选用和电路CAD优化设计等问题。

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