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高温连铸坯表面缺陷无损检测方法研究

作　者: 阳燚
导　师: 吴根忠
学　校: 浙江工业大学
专　业: 计算机技术
关键词: 连铸坯激光扫描成像 CCD 三维检测表面缺陷图像处理
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 21次
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内容摘要

连铸热坯表面缺陷的在线检测一直是各工业国家多年来一直致力研究的技术,这一技术的实现可以跳过连铸热坯冷却检测的工序而直接将高温连铸坯进行轧制,对连铸工艺乃至整个钢铁生产过程都会带来很大的影响。而目前存在很多种对高温连铸坯在线检测的研究,比如电涡流和超声波检测法等,但是效果都不太理想。为了克服传统的高温铸坯检测方法的缺点,实现连铸过程中钢材表面缺陷的无损在线检测,论文在机器视觉无损检测的理论基础上,设计了激光扫描成像与缺陷重构系统,建立了激光扫描成像在线检测方法。为确保激光扫描过程中CCD采集到足够清晰的图像,排除高温铸坯表面鳞状氧化铁皮、水膜等干扰因素的影响,实验中通过对连铸坯最大光强辐射波段和激光线反射波段进行实验测量和分析,提出了激光线条形态最佳清晰度阈值扫描成像方法；论文还基于CCD成像原理制定了移动铸坯横纵方向上缺陷检测精度相匹配的检测方法,并根据面阵CCD、激光线条、连铸坯基准面的三维关系,研究了连铸坯表面产生的缺陷深度提取方法,并对系统进行了缺陷深度检测标定的实验。所开发软件实现了激光扫描距离点阵灰度数据映射、图像拼接和缺陷图像的三维形貌重构,将铸坯表面的缺陷可视化。本文提出的连铸坯表面缺陷实时检测方法有利于提高铸坯表面感兴趣区区域(ROI)定位的准确性,并且可降低铸坯表面水膜、氧化铁皮等伪缺陷对缺陷识别的干扰。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
第1章绪论  10-15
  1.1 项目意义  10-11
  1.2 国内外研究现状  11-12
  1.3 主要研究内容及技术路线  12-13
    1.3.1 主要内容  12-13
    1.3.2 技术路线  13
  1.4 连铸工艺的重要性及连铸坯表面常见缺陷类型  13-15
第2章 CCD激光线条图像处理方法  15-21
  2.1 图像预处理技术  15-16
  2.2 CCD图像清晰度光积分时间的控制  16-17
  2.3 几种CCD激光线条图像清晰度判别法简介  17
    2.3.1 对比度判别法  17
    2.3.2 信息熵判别法  17
  2.4 CCD激光线条特征提取方法  17-21
    2.4.1 激光阈值扫描方法  17-18
    2.4.2 激光轮廓提取  18-21
第3章扫描成像缺陷检测方法设计  21-27
  3.1 测试原理  21-22
  3.2 实验平台设计  22-23
    3.2.1 实验室模拟测试  22-23
    3.2.2 CCD图像传感器  23
    3.2.3 线性激光发射器  23
  3.3 激光扫描成像系统设计  23-24
    3.3.1 VC++与Matlab接口方法  23
    3.3.2 信号采集及数据融合处理  23-24
  3.4 激光扫描成像实验  24-27
    3.4.1 实验系统建立  24
    3.4.2 激光线条图像提取方法  24-26
    3.4.3 激光扫描水膜和ROI区域成像分析  26-27
第4章连铸坯激光缺陷扫描实验标定方法与误差分析  27-43
  4.1 激光斜射法  28
  4.2 激光扫描系统不同组合参数实验标定结果  28-36
    4.2.1 组合参数实验标定结果  28-36
    4.2.2 实验数据分析  36
  4.3 激光直射法  36-37
  4.4 激光扫描系统不同组合参数实验标定结果  37-41
    4.4.1 组合参数实验标定结果  37-41
    4.4.2 实验数据分析  41
  4.5 测量误差分析  41-43
第5章铸坯表面缺陷的图像采集与三维重构  43-48
第6章结论  48-49
致谢  49-50
参考文献  50-51

高温连铸坯表面缺陷无损检测方法研究

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