以机器视觉CCD技术为核心的的立体光电成像测宽系统研析

　　1 引言

　　在工业自动化生产的今天，现场数据准确快速的采集测量已成为决定自动化控制水平的高低。而在热轧和冷轧带钢生产中，板材宽度为自动化生产提供控制基础，是决定最终产品合格与否的关键。如何高速准确的获取宽度呢?选用自动测宽仪来实现，并且要求具有精度高、响应速度快、可靠性好、非接触式测量的特点。而 ccd立体光电成像测宽仪正具有以上特点，而且在钢厂窄带及中宽带轧线上已得到广泛的应用，运行效果良好。下面参照ees公司的ccd2030测宽仪对自 动测宽系统加以阐述。

　　2 测量工作原理

　　2.1 ccd立体成像测宽仪描述

　　ccd2030立体成像测宽仪采用ees公司开发的测量技术:由两个安装成一体的线阵ccd摄像机利用热轧钢带的热辐射(或背光源发光)，从不同的角度同 时拍摄钢板的两个边缘，模拟人的双眼，形成立体视觉，可消除钢板翘起、倾斜对测量的影响，再把分别摄取的图像经a/d变换送到工控机，工控机做图像处理。 将获得的宽度值一部分送到上位机作进一步处理(如参与板宽的控制，侧导板的预设定)，另一部分送到轧机操作室的电脑显示屏上，用于操作人员监视生产状态， 数据每秒钟更新数次。ccd2030测宽仪系统具有过钢计数和显示当前钢板的编号、设定宽度和宽度曲线的功能;并且具有强大的系统自诊断功能，方便维护及操作，根据故障代码顺利解决问题;具有历史数据存储和再现功能，根据需要系统可随时查阅打印各种数据。

　　2.2 ccd立体成像测宽原理理

　　(1) 被测物温度介于800℃-1250℃之间时，利用带钢热辐射进行测量(图1)。

　　图1 红外热辐射型

　　(2) 被测物温度小于1100℃，利用背光源进行测量(图2)。背光源由带有玻璃窗的不锈钢箱体制成，内部有日光灯管，表面有冷却喷淋水。

　　图2 背光源型

　　3 ccd立体成像测宽仪系统

　　3.1 系统构成

　　ccd立体光电成像测宽仪系统由以下几部分构成:1测头箱，2ccd摄像机，3防护箱，4测宽仪安装平台，5引风通道，6接线箱，7测宽仪主控柜，8操作 台显示终端，9背光灯以及通讯电缆等。如图3所示。

　　图3 系统构成

　　ccd立体光电成像测宽仪的关键部件——线阵ccd摄像机安装在测头箱内，测头箱是由不锈钢板和保温材料制成;测头箱的下面开有两个窗口，两只摄像机通过 这个窗口对钢板进行测量。测头箱内装有风扇和水冷换热器，使箱内保持恒温。测头箱下部为镜头防护装置可为测量光路提供清洁无尘通道，减少光学镜头的污染，镜头防护装置在测量镜头前形成一个无气流流动的空间, 可以防止气流带动灰尘和微小油粒附着在镜头表面，减少维护量。