钢板表面缺陷检测系统的设计与实现

材料科学

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计算机工程与科学C OMP UTE N NE RI& S I NC R E GI E NG CE E

2 0年第 3卷第 1 09 1期Vo . 1 No 1 2 0 13, ., 0 9

文章编号：0 710 2 O ) l0 6—5 10—3 X(0 9O一0 10

的设钢板表面缺陷检测系统计与实现De i n a d I p e e t to fa S r a e De e t sg n m l m n a i n o u f c f c De e to y t m o t e h e s t c i n S s e f rS e 1S e t王志成，吴壮志，冯路，唐发根

W ANG h - h n。 v Z u n - h, ENG, A G a g n Z i e g、 U h a g z iF c Lu T N F-e

(北京航空航天大学计算机学院，北京 10 8 ) 00 3(col f o ue c neadT cn l yB On nvri f eoa tsadA t n ui, e ig1 0 8。 hn ) Sh o o mp t Si c n eh o g。e igU i s yo rn ui n s o a t sB in 00 3 C ia C r e o e t A c r c j 摘要：钢板作为钢铁工业的主要产品形式之一，已成为汽车、机械制造、化工、空、天和造船等工业不可缺少的航航

原材料，其表面质量的优劣将直接影响最终产品的性能和质量。针对目前国内钢板表面缺陷检测方法比较落后、检测效果较差的情况，出了钢板表面缺陷检测系统的设计与实现方案，提包括硬件和软件的组成和部署；采用了串、口编程和图并像模式匹配等技术，实现了钢板表面的自动拍照、陷检测及生产和缺陷信息的保存；缺依据图片的几何学特征和光学特征等，实现了缺陷检测算法，包括缺陷识别和缺陷分类。在此基础上开发的钢板表面缺陷检测系统已经成功地应用到了现实的钢板生产中。A s a t As n f h jr o mso r d ci te id sr, te s e t a o b c mea ido ds e s be b t c: eo e r o t mao r f o u t n i se ln u t sel h e s w e o n f n i n a l f p o n y h n k i pmaeil o n d sre iea

tmo i,m e h nc lm n fcu ig,c e sr tr rma y i u tisl uo bl a f n k e c a ia a ua t r n h mity,a it n,a t0 a iain,s i ul— vai o sr n vg t o hp b i d ig,ec t u fc u l yafcst efn lp o u t n’ efr a c n u l y Asf rt ed me t tt sq o t a h n t.Iss ra eq ai fe t h a r d ci Sp ro t i o m n ea dq ai . t o h o si sau u h tt e c meh do u fc ee t ee t nfrse l h esi g ada dteefc o aifcoy,t ed sg n mp e nain to fs ra ed fc tci te e t l g r n h feti n t t a tr d o o s sa s s s h e in a di !me tto sh meo u aed fc eet n s se frse l h esi r p s d n ldn h ul ig a d d po me to a d r c e fas r c eetd tci y tm te et sp o o e,icu igt eb i n e ly n fh r wa e f o o s d n a d s fwa￣ B d pig tetc nq e fs r 1p r d p r l l otp o rmmi ga di g a tr thn n ot r y a o t h e h iu so ei ta a al r r g a n a o n ep n n ma ep ten mac ig,wei— m p e n h u op o o rp fse l h e u fc s eetd tcin a d c n ev t n o ee tifr t n Aco dn O lme tt ea t h tg a ho te e ts ra e,d fc ee t o sr ai fd fc n o mai . s o n o o c r ig t t eg o ti do tcl h a trsiso h it rs h ee t ee t nag rtm i cu e ee trc g io n h e mer a p ia a ceit ftepcu e,t ed fc tci lo h whc i ld sd f c e o nt na d cn cr c d o i h n i d fc lsii t n

i i lme td a e n t ea o epa,t es ra ed fc ee t ns se frse l h e e eo e ee tca sf a i s mpe n e .B s do h b v l c o n h u c ee t tci y tm o te eti d v lp d f d o s s n s s ds cesul i p a t lsels e tpo u t . a d i u e u c sf l rcia te h e r d cin yn c o

关键词：面缺陷；陷识别；陷分类；式匹配表缺缺模Ke rs s ra ed fc; ee trc g iin; ee tca sfcto p te ac ig ywod:u c ee td fc eo n t f o d fc lsi ain; atr m thn i n

中图分类号： P 9 T 31

文献标识码： A

辊印、刮伤、针眼、磷皮、洞、点等不同类型的缺陷。这孔麻

1引言 随着经济的飞速发展，钢材作为经济建设的基础材料， 需求量越来越大，产量也逐年递增。钢板作为钢材的主要型材之一，其质量的重要性不言而喻。钢板的表面质量是

些缺陷不仅影响产品的外观，而且降低了产品的抗腐蚀性、

耐磨性和疲劳强度等性能。如何在生产过程中实时检测钢板的表面缺陷，而控制和提高钢板的表面质量，从一直是钢铁生产、加工企业非常关注的问题。 作为系统的核心技术之一，钢板表面缺陷检测技术的发展经历了人工检测、兴技术和信息化等几个阶段[。新 2]

钢板最为重要的质量因素之一，优劣直接影响到最终产其

品的质量与性能[。然而，生产加工过程中，于原材 1]在由料、轧制设备和工艺等原因，导致钢板表面出现结疤、裂纹、

目前，国内钢铁制造、加工企业通常采用人工目视抽检和频闪光检测等方法进行表面质量检测，经过概率计算并参考

★收稿日 20- -;者简期： 8 4 3修订日 2 8 7 0 0 01期： 0- - 0 01

:王志成(9 )男， Ig。,河北唐山人，一硕士生，研究方向为计算机图形与图像处理；吴壮志，副教授；冯路，硕士生；唐发根，教

通讯地址： 0 8北京市北京航空航天大学计算机学院； e:3 60 8 9 1 03 0 T l 7 2 3 50 1

A desS h o o o ue ce c n c n lg, e

igUnvri f rn ui n t nui,ej g1 0 8,. C i d rs:c o l f mp tr inea dTeh oo y B in ies yo o atc a dAsr at s B in 0 0 3P R. h一 C S j t Ae s o c i

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材料科学

检测员的经验数据，形成钢板的综合质量评估 n。这些方 3]法抽检率低，不能 10 0%反映钢板表面质量；时性差，实远不能满足在线高速的生产节奏；缺乏检测的一致性和科学

用了 Mi o io司的一款工业照相机。该款工业照相 c vi r s n公机焦距确定为 1 mm, C 6 C D靶面确定为 6 6 nx 8 . mi 8 mm, . 由此确定了照相机的视场范围约为：5 mmX4 5 60 8 mm。生产线上的钢板宽度为 1 5mm, 20并且工业照相机的视场范围已经确定为 6 0 mX4 5 5m 8 mm。所以，为了达到客户端的要求即拍照范围覆盖钢板的正反所有表面，至少要

性、检测的置信度低；检测环境恶劣，身及设备损害较对人大等。种种缺点使得检测的效果并不是十分理想[。 4]计算机视觉检测作为新兴的缺陷检测技术，随着计算机技术和人工智能等技术的长足发展，来越受到钢板表越面缺陷检测领域的青睐。国外一些发达国家早已经将其应用到了钢板表面缺陷检测中，生产出了比较成熟的检测系统，比如德国 P rye公司的 HT -W系统。但是， astc S2由于成本和产权等因素，并没有广泛应用到国内钢铁生产中。 所以，研究具有自主知识产权的钢板表面缺陷检测系统受到国内钢铁企业越来越多的关注。本文介绍的系统采用了

用正反各两个，四台工业照相机在一定的频率下不停地共拍照 (见图 2。生产线上钢板的最大运行速度为 3参 ) 33 3 mm/,以照相机的拍照频率达到 333 4 6 7帧/ s所 3/8-￣ 秒就能保证覆盖钢板的所有表面。为了提高客户端的工作效率，每台工业照相机由一台客户端主机控制。

计算机视觉技术，了照相机的自动拍照与缺陷的自动实现检测等功能，满足了钢板生产厂商对于表面缺陷自动检测系统的需求。而且，由于板材生产的共性，只需稍作改造即可应用到其他板材生产中。

2系统整体设计2 1需求概述 .本系统为唐山某钢板 …… 此处隐藏：11232字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……