本發(fā)明涉及芯棒和毛管穿芯檢測(cè)，特別涉及一種芯棒穿芯檢測(cè)方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、連軋無縫鋼管的生產(chǎn)工藝過程涉及多個(gè)復(fù)雜工序，在軋制過程中，圓鑄坯料需先經(jīng)過穿孔形成毛管，隨后將芯棒插入毛管，再通過連軋管機(jī)進(jìn)行軋制最終形成鋼管，然而，在實(shí)際生產(chǎn)中，芯棒無法正常穿入毛管的現(xiàn)象時(shí)有發(fā)生，如果不能及時(shí)停止穿棒過程就會(huì)對(duì)周邊構(gòu)筑物、設(shè)備及人員產(chǎn)生巨大的安全隱患，同時(shí)造成長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)，給生產(chǎn)造成巨大的損失，這一問題嚴(yán)重影響了生產(chǎn)的連續(xù)性和穩(wěn)定性，給企業(yè)帶來了諸多不利影響，因此需要在芯棒插入毛管的工序中對(duì)芯棒進(jìn)行檢測(cè)，以避免發(fā)生芯棒穿偏的現(xiàn)象。部分企業(yè)通過人工檢測(cè)來判斷芯棒穿偏情況，由于生產(chǎn)環(huán)境的高溫、高亮且較大震動(dòng)等因素會(huì)導(dǎo)致人工檢測(cè)的難度增加，檢測(cè)人員難以長(zhǎng)時(shí)間保持高度集中的注意力，從而增加了誤判的風(fēng)險(xiǎn)。

2、有鑒于此，提出本發(fā)明。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有人工檢測(cè)芯棒穿偏的難度大、準(zhǔn)確率低的問題，本發(fā)明提供一種芯棒穿芯檢測(cè)方法、系統(tǒng)及介質(zhì)。

2、本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題，提供一種芯棒穿芯檢測(cè)方法，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像并抽取每幀圖像中的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值歸一化處理；基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立分割模型，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)輸入至分割模型內(nèi)，以獲得檢測(cè)目標(biāo)mask圖，其中所述目標(biāo)mask圖包括芯棒掩碼圖以及毛管掩碼圖；對(duì)檢測(cè)目標(biāo)mask圖擬合最小外接矩形并獲得檢測(cè)目標(biāo)的中心線；計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，并將距離值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果；其中，檢測(cè)目標(biāo)包括芯棒和毛管。

3、在本發(fā)明的實(shí)施例中，在分別對(duì)檢測(cè)目標(biāo)mask圖擬合最小外接矩形并獲得檢測(cè)目標(biāo)的中心線的步驟中，進(jìn)一步包括步驟：通過旋轉(zhuǎn)卡殼算法不斷旋轉(zhuǎn)一條包圍檢測(cè)目標(biāo)的直線，同時(shí)計(jì)算直線與檢測(cè)目標(biāo)的交點(diǎn)；在檢測(cè)目標(biāo)mask圖上遍歷所有外接矩形并計(jì)算出面積最小的外接矩形，以獲得檢測(cè)目標(biāo)mask圖的最小外接矩形；根據(jù)最小外接矩形中的角點(diǎn)坐標(biāo)計(jì)算最小外接矩形中的兩條短邊的中點(diǎn)；結(jié)合兩條短邊的中點(diǎn)并利用兩點(diǎn)式直線方程計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線；其中根據(jù)芯棒擬合最小外接矩形后獲得芯棒中心線，根據(jù)毛管擬合最小外接矩形后獲得毛管中心線。

4、在本發(fā)明的實(shí)施例中，在計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，并將距離值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果的步驟中，進(jìn)一步包括步驟：基于芯棒中心線計(jì)算與軌道之間的第一距離值；基于毛管中心線計(jì)算與軌道之間的第二距離值；計(jì)算第一距離值和第二距離值之間差值的絕對(duì)值；將差值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果。

5、在本發(fā)明的實(shí)施例中，獲得的穿芯檢測(cè)結(jié)果包括：當(dāng)絕對(duì)值大于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定芯棒和毛管會(huì)發(fā)生穿偏，同時(shí)發(fā)出穿偏預(yù)警；當(dāng)絕對(duì)值小于等于預(yù)設(shè)值時(shí)，確定芯棒和毛管不會(huì)發(fā)生穿偏。

6、在本發(fā)明的實(shí)施例中，在去均值歸一化處理的步驟中進(jìn)一步包括步驟：通過均值計(jì)算公式計(jì)算圖像數(shù)據(jù)中所有圖像在每個(gè)通道上的均值；通過標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式計(jì)算圖像數(shù)據(jù)中所有圖像在每個(gè)通道上的標(biāo)準(zhǔn)差；通過去均值歸一化計(jì)算公式對(duì)在每個(gè)通道上對(duì)每幀圖像的每個(gè)像素進(jìn)行歸一化操作；其中，均值的計(jì)算公式為標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算公式為去均值歸一化處理的公式為：

7、在本發(fā)明的實(shí)施例中，在實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像之前，進(jìn)一步包括步驟：基于目標(biāo)檢測(cè)算法從圖像數(shù)據(jù)中檢測(cè)位于軌道兩側(cè)的芯棒特征和毛管特征；當(dāng)檢測(cè)到芯棒特征在軌道上朝向毛管特征移動(dòng)時(shí)觸發(fā)穿芯檢測(cè)動(dòng)作。

8、在本發(fā)明的實(shí)施例中，在判斷芯棒和毛管發(fā)生穿偏之后還包括步驟：將穿芯檢測(cè)結(jié)果傳輸至plc控制器并利用plc控制器控制穿芯設(shè)備暫停穿芯作業(yè)。

9、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，還提供一種芯棒穿芯檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于上述的穿芯檢測(cè)方法，包括：所述穿芯檢測(cè)系統(tǒng)包括穿芯設(shè)備、plc控制器、圖像采集模塊、圖像處理模塊、目標(biāo)檢測(cè)模塊以及結(jié)果預(yù)測(cè)模塊；所述穿芯設(shè)備上設(shè)置有用于傳送芯棒的軌道，所述軌道的一端設(shè)置有毛管；所述plc控制器通過目標(biāo)檢測(cè)模塊與所述穿芯設(shè)備電連接，以根據(jù)所述目標(biāo)檢測(cè)模塊的檢測(cè)結(jié)果控制所述穿芯設(shè)備的運(yùn)行；所述圖像采集模塊被配置為實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像并通過對(duì)圖像進(jìn)行解碼抽取每幀的圖像數(shù)據(jù)；所述圖像處理模塊被配置為對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值歸一化處理；所述目標(biāo)檢測(cè)模塊被配置為從處理后的圖像數(shù)據(jù)中獲得檢測(cè)目標(biāo)；所述結(jié)果預(yù)測(cè)模塊通過計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，并將距離值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果；其中，檢測(cè)目標(biāo)包括芯棒和毛管。

10、在本發(fā)明的實(shí)施例中，所述圖像采集模塊上設(shè)置有紅外濾波片，所述圖像采集模塊透過所述紅外濾波片實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像。

11、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題，還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有一個(gè)或者多個(gè)程序，一個(gè)或多個(gè)所述程序可被一個(gè)或者多個(gè)處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)上述的穿芯檢測(cè)方法。

12、相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

13、本發(fā)明實(shí)施例所提供離線標(biāo)定裝置以及方法，包括至少以下技術(shù)效果：

14、通過實(shí)時(shí)采集穿芯設(shè)備的圖像數(shù)據(jù)，并通過對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值歸一化處理，以提高圖像數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性和可比性，提高后續(xù)進(jìn)行穿偏檢測(cè)的檢測(cè)精度，在處理后的圖像數(shù)據(jù)中，通過先識(shí)別出檢測(cè)目標(biāo)mask圖，然后從檢測(cè)目標(biāo)mask圖中識(shí)別出檢測(cè)目標(biāo)的中心線，并通過計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，最后將預(yù)設(shè)值與距離值進(jìn)行比較以得出芯棒的穿芯檢測(cè)結(jié)果，整個(gè)檢測(cè)過程無需人工參與，減少了人工檢測(cè)的主觀性和誤差，提高了檢測(cè)的一致性和可靠性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)芯棒的自動(dòng)化穿芯檢測(cè)，降低檢測(cè)難度，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率，能夠適應(yīng)大規(guī)模、連續(xù)化的生產(chǎn)需求生產(chǎn)自動(dòng)化水平。

15、本發(fā)明實(shí)施例的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施實(shí)施例部分予以說明。

技術(shù)特征：

1.一種芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，在分別對(duì)檢測(cè)目標(biāo)mask圖擬合最小外接矩形并獲得檢測(cè)目標(biāo)的中心線的步驟中，進(jìn)一步包括步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，在計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，并將距離值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果的步驟中，進(jìn)一步包括步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，獲得的穿芯檢測(cè)結(jié)果包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，在去均值歸一化處理的步驟中進(jìn)一步包括步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，在實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像之前，進(jìn)一步包括步驟：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，在判斷芯棒和毛管發(fā)生穿偏之后還包括步驟：

8.一種芯棒穿芯檢測(cè)系統(tǒng)，應(yīng)用于如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的穿芯檢測(cè)方法，其特征在于，包括：所述穿芯檢測(cè)系統(tǒng)包括穿芯設(shè)備、plc控制器、圖像采集模塊、圖像處理模塊、目標(biāo)檢測(cè)模塊以及結(jié)果預(yù)測(cè)模塊；

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的芯棒穿芯檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像采集模塊上設(shè)置有紅外濾波片，所述圖像采集模塊透過所述紅外濾波片實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有一個(gè)或者多個(gè)程序，一個(gè)或多個(gè)所述程序可被一個(gè)或者多個(gè)處理器執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的穿芯檢測(cè)方法。

技術(shù)總結(jié)
一種芯棒穿芯檢測(cè)方法、系統(tǒng)及介質(zhì)，所述檢測(cè)方法包括以下步驟：實(shí)時(shí)采集穿芯作業(yè)的圖像并抽取每幀圖像中的圖像數(shù)據(jù)；對(duì)圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行去均值歸一化處理；基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立分割模型，并將處理后的圖像數(shù)據(jù)輸入至分割模型內(nèi)，以獲得檢測(cè)目標(biāo)mask圖，其中目標(biāo)mask圖包括芯棒掩碼圖以及毛管掩碼圖；對(duì)檢測(cè)目標(biāo)mask圖擬合最小外接矩形并獲得檢測(cè)目標(biāo)的中心線；計(jì)算檢測(cè)目標(biāo)的中心線與軌道之間的距離值，并將距離值與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，獲得穿芯檢測(cè)結(jié)果；其中，檢測(cè)目標(biāo)包括芯棒和毛管，本發(fā)明的技術(shù)方案能夠在芯棒穿芯檢測(cè)作業(yè)中減少人工檢測(cè)的主觀性和誤差，提高檢測(cè)的一致性和可靠性，可實(shí)現(xiàn)對(duì)芯棒的自動(dòng)化穿芯檢測(cè)，降低檢測(cè)難度，提高檢測(cè)準(zhǔn)確率。

技術(shù)研發(fā)人員：危清清,賈文浩,侯平銀,孫銀健,譚勝虎
受保護(hù)的技術(shù)使用者：湖南瓦特曼機(jī)器人科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/4/24