中厚板表面缺陷在线检测系统

几年来，我国掀起了建设中厚板生产线的热潮，中厚板产量连创新高。 但是，在中厚板行业高速发展的今天，中厚板的表面缺陷检查还都是通过人工观察实现，这种检查方式存在着缺陷检出率低、工人劳动强度大、下表面检测困难等很 多问题。本成果来自于北京科大恒与济南的合作项目“中厚板表面缺陷在线检测系统的开发与应用”，该项目采用CCD摄像与图像处理技术解决中厚板表面缺陷的在线自动检测问题，其原理是将频闪氙灯发出的高亮度光照射到冷床上中厚板的表面，通过面阵CCD摄像机在线采集中厚板表面反射的光线，并转换成灰度图像。由于中厚板表面有缺陷区域与无缺陷区域对光反射上的不同，因此缺陷的灰度与背景的灰度存在着差异，通过图像处理算法可以检测采集的图像是否存在着缺陷，并且获取缺陷的位置、大小、类型等信息。本成果取得的技术指标如下：(1)检测的钢板最大宽度为3.5米；(2) 检测的最小缺陷尺寸为0.5毫米×1毫米；(3) 对生产线上常见缺陷的检出率大于95%，不常见缺陷的识别率大于80%；(4) 对于周期性缺陷和突发性缺陷能自动报警；(5) 系统年故障时间小于正常使用时间的千分之一。本成果的创新性如下：(1)采用新的表面图像采集方案及缺陷检测算法，解决了中厚板表面在线检测中存在的关键技术难题，首次研制开发出一套具有自主知识产权的中厚板表面缺陷在线检测系统，并成功应用于济南的中厚板生产线，该系统经过一年的运行，缺陷的识别达到90%以上，检出率达到95%以上。(2)针对中厚板生产的高温、粉尘、氧化铁皮等恶劣环境所造成的中厚板表面图像噪声大、光照不均等难题，提出了一种基于形态滤波的表面缺陷检测算法，该算法具有从复杂背景中检测特定形态缺陷的能力，可以有效地检测表面裂纹等缺陷，实践表明其检出率达到95%以上。(3)针对中厚板表面各种缺陷所具有的多样性、不确定性和复杂性等特征提取问题，提出了一种基于幅值谱与不变矩的特征提取方法，该方法不仅具有平移、旋转不变性，而且还具有抗噪、抑制光照不均的优点，能够满足中厚板表面缺陷的自动识别要求。本成果具有以下的意义：(1) 提高中厚板表面缺陷检出率；(2) 降低工人劳动强度与改善劳动环境；(3) 对缺陷信息进行完整的提取与保存；(4) 提高企业的质量管理信息化与自动化程度。在我国中厚板行业高速发展的今天, 中 厚板表面缺陷在线检测却是一项空白。钢铁行业目前面临着严峻的考验，企业想立于不败之地，必须有高质量的产品作保证，而中厚板检测手段对于保证中厚板产品 出厂质量非常重要。本成果对于提高中厚板产品的表面质量，增强中厚板企业的市场竞争力，推动中厚板行业的科技进步具有重要的意义。