热轧钢卷在线端部形状检测方法和系统与流程

1.本发明涉及冶金轧钢自动控制领域，具体地，涉及热轧钢卷在线端部形状检测方法和系统。尤其是一种实现了热轧带钢端面卷形的实时在线检测的技术方案。


背景技术：

2.热轧钢卷由于温度高，人工无法近距离观察和测量，导致热轧卷形无法实现实时在线测量。
3.申请号为cn201721175897.7的专利文献cn207850314u，公开了一种带钢卷取错边量在线检测装置，包括：线结构光发射器，用于将线结构光投射至被测钢卷；图像采集单元，用于采集钢卷表面反射的线结构光；图像处理单元，用于对所述线结构光进行处理，并获取带钢错边深度值。
4.该专利文献采用了视觉图像分析钢卷边缘，来判断钢卷卷形质量是否良好，但未充分利用钢卷边部溢出边的信息来帮助检测热轧钢卷的在线端部形状。


技术实现要素：

5.针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种热轧钢卷在线端部形状检测方法和系统。
6.根据本发明提供的一种热轧钢卷在线端部形状检测方法，包括：
7.步骤s1：对测量数据进行去噪；
8.步骤s2：基于测量数据拟合得到检测基准线；
9.步骤s3：在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；
10.步骤s4：根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。
11.优选地，在所述步骤s1中：
12.步骤s1.1：将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，激光测距传感器根据所述脉冲频率进行测距，得到测距结果并进行校正，得到一组具有线性相关的数据组；
13.其中，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体方法如下：
[0014][0015]
s＝0～d
[0016]
f(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率；
[0017]
s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；
[0018]
d表示带钢运行区间的结束点位置；
[0019]
i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量；
[0020]f最大
表示带钢运行实时速度对应的最大频率；
[0021]
imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0022]
imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0023]
imin到imax为有效区间；
[0024]
其中，所述校正的具体方法如下：
[0025]
采用定距取样校准的方法，在一个距离区间δs内，认为钢卷运行速度为匀速，通过等间距对测距结果进行均匀校正，在δs区间，经均匀分配后：
[0026]
第i+1个测量点的坐标＝第i个测量点的坐标+δs/n，i＝1,2,
…
,n；
[0027]
n为测量的有效点数；
[0028]
步骤s1.2：基于带钢厚度对数据组中的数据进行平滑滤波，其中，假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值方法是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。
[0029]
优选地，在所述步骤s2中：
[0030]
采用迭代误差法找到溢出边的基准线，具体如下：
[0031]
假设经过步骤s1去噪处理的数据集为(xi，yi)，i＝1～n；
[0032]
设a、b为直线常量，则：
[0033]
y＝a+bx
[0034][0035][0036]
x为测量点的坐标；
[0037]
y为测量点的测距结果；
[0038]
xi为第i个测量点的坐标；
[0039]
yi为第i个测量点的测距结果；
[0040]
最小二乘拟合的残差为：
[0041]
越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度就越大，说明直线与观测值的拟合越好；
[0042]
通过剔除偏差大于阈值的点，获得点集合，将这时获得的直线，作为检测基准。
[0043]
优选地，在所述步骤s3中：
[0044]
数据融合采用特征点拟合法，具体如下：
[0045]
主要特征点为同一水平直线上的：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点；
[0046]
根据测量过程中的中断，分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。
[0047]
优选地，在所述步骤s4中：
[0048]
当获得融合后的曲线集(xi，yi)，i＝1～n，为测量有效点数，yi＞s0的点即为异常点，从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果；
[0049]
s0表示设定的偏差基准值，超过未异常，未超过为正常。
[0050]
xi为融合后第i个测量点的坐标；
[0051]
yi为融合后第i个测量点的测距结果。
[0052]
根据本发明提供的一种热轧钢卷在线端部形状检测系统，包括：
[0053]
模块m1：对测量数据进行去噪；
[0054]
模块m2：基于测量数据拟合得到检测基准线；
[0055]
模块m3：在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；
[0056]
模块m4：根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。
[0057]
优选地，在所述模块m1中：
[0058]
模块m1.1：将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，激光测距传感器根据所述脉冲频率进行测距，得到测距结果并进行校正，得到一组具有线性相关的数据组；
[0059]
其中，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体如下：
[0060][0061]
s＝0～d
[0062]
f(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率；
[0063]
s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；
[0064]
d表示带钢运行区间的结束点位置；
[0065]
i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量；
[0066]f最大
表示带钢运行实时速度对应的最大频率；
[0067]
imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0068]
imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0069]
imin到imax为有效区间；
[0070]
其中，所述校正的具体如下：
[0071]
采用定距取样校准的方法，在一个距离区间δs内，认为钢卷运行速度为匀速，通过等间距对测距结果进行均匀校正，在δs区间，经均匀分配后：
[0072]
第i+1个测量点的坐标＝第i个测量点的坐标+δs/n，i＝1,2,
…
,n；
[0073]
n为测量的有效点数；
[0074]
模块m1.2：基于带钢厚度对数据组中的数据进行平滑滤波，其中，假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值方法是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。
[0075]
优选地，在所述模块m2中：
[0076]
采用迭代误差法找到溢出边的基准线，具体如下：
[0077]
假设经过模块m1去噪处理的数据集为(xi，yi)，i＝1～n；
[0078]
设a、b为直线常量，则：
[0079]
y＝a+bx
[0080][0081][0082]
x为测量点的坐标；
[0083]
y为测量点的测距结果；
[0084]
xi为第i个测量点的坐标；
[0085]
yi为第i个测量点的测距结果；
[0086]
最小二乘拟合的残差为：
[0087]
越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度就越大，说明直线与观测值的拟合越好；
[0088]
通过剔除偏差大于阈值的点，获得点集合，将这时获得的直线，作为检测基准。
[0089]
优选地，在所述模块m3中：
[0090]
数据融合采用特征点拟合法，具体如下：
[0091]
主要特征点为同一水平直线上的：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点；
[0092]
根据测量过程中的中断，分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。
[0093]
优选地，在所述模块m4中：
[0094]
当获得融合后的曲线集(xi，yi)，i＝1～n，为测量有效点数，yi＞s0的点即为异常点，从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果；
[0095]
s0表示设定的偏差基准值，超过为异常，未超过为正常。
[0096]
xi为融合后第i个测量点的坐标；
[0097]
yi为融合后第i个测量点的测距结果。
[0098]
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
[0099]
1、本发明通过在钢卷运输通道的两侧布置两套测量装置，激光测距传感器可以根据钢卷卷径大小自动升降，保证检测位于钢卷中心水平位置。
[0100]
2、当钢卷由输送装置运输经过检测区域时，激光测距传感器对钢卷端面进行测量，测量结果经过数据去噪、基准拟合、双侧数据融合、数据提取等步骤，准确获得钢卷边部的溢出边塔形信息。
[0101]
3、本发明是在钢卷前进过程中用激光测距仪检测钢卷卷边距离，获得钢卷边部溢出边和塔形的特征数据信息，根据判定标准，进行质量控制。
附图说明
[0102]
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0103]
图1为钢卷端部形状检测装置结构示意图。
[0104]
图2为通过等间距对测距结果进行均匀校正的原理示意图。
[0105]
图3为基于带钢厚度的数据平滑滤波的原理示意图。
[0106]
图4为获取端面特征点的原理示意图。
[0107]
图5为端部检测流程图。
[0108]
自动升降装置100
[0109]
激光测距传感器200
具体实施方式
[0110]
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0111]
如图1所示，本发明提供一种热轧钢卷在线端部形状检测系统，包括：检测塔2个，激光测距传感器2个，升降装置2套，控制柜1台，数据处理单元1台。
[0112]
当钢卷经过检测区域的前一个工位时，检测系统会收到产线发送的钢卷卷径信息，升降装置根据所述钢卷卷径信息上下移动，保证激光测距传感器位于钢卷中心水平高度位置；
[0113]
当钢卷经过检测区域时，检测系统会收到产线发送的检测开始信号，钢卷两侧的激光激光测距传感器同时开始检测，实时获取测量原始数据。测量数据经过数据处理后，获得钢卷边部溢出边和塔形的特征数据信息，根据判定标准，进行质量控制。
[0114]
端部测量流程
[0115]
步骤s1：数据去噪
[0116]
步骤s1.1：激光测距传感器与钢卷运行的速度匹配：
[0117]
本发明结合带钢运行过程中的速度，采用激光测距传感器检测频率，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体方法如下：
[0118][0119]
s＝0～d
[0120]
f(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率，单位hz；
[0121]
s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；
[0122]
d表示带钢运行区间的结束点位置；
[0123]
对于钢卷经过检测位置过程的速度变化，速度快频率高，速度慢频率低，频率与钢卷运动速度一致。
[0124]
i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量。通过转换将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率；
[0125]f最大
表示速度对应的最大频率；
[0126]
imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0127]
imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0128]
imin到imax为有效区间，例如imin到imax形成取值范围3-25，单位毫安。
[0129]
注：将电流模拟量表示的速度转换为频率信息后，就可以将激光测距传感器检测的实时测量结果与钢卷运行速度匹配起来，从而为后面精确的解算创造条件。
[0130]
激光测距传感器是以固定频率进行数据采集的，所以需要根据钢卷实际运行速度对测距结果进行校正，保证检测结果与实际测量位置相匹配。
[0131]
本发明在实际计算中，采用定距取样校准的方法，在一个足够小的距离区间δs内，可以近似的认为钢卷运行速度为匀速，这样在这个小区间内，可以通过等间距对测距结果进行均匀校正。
[0132]
如图2所示，距离区间δs为选取的足够小的距离，1#至7#点为激光测距传感器在此期间测量获得的测距结果。
[0133]
假设1#测量点的坐标为x(n1#),测距结果为y(n1#)，分别记为x1、y1；其它点依次编号，7#测量点的坐标为x(n7#),测距结果为y(n7#)，分别记为x7、y7。
[0134]
在δs区间，经均匀分配后，x(n1#)＝x(n1#)、x(n2#)＝x(n1#)+δs/6、x(n3#)＝x(n2#)+2*δs/6、
…
、x(n7#)＝x(n6#)+6*δs/6。
[0135]
步骤s1.2：基于带钢厚度的数据平滑滤波
[0136]
经过数据校正之后，可以获得一组具有线性相关的数据组，这些数据中存在两个问题，一个是因为钢卷速度的变化，导致不同位置测量获得的检测数据的疏密程度不同；另外，检测过程中存在异常数据点，需要去除。为此，采用了引入带钢厚度的平滑处理方法。
[0137]
假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值方法是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。
[0138]
如图3所示：(x3，y3)点的平滑后的值为(x3，y3
new
)：
[0139][0140]
步骤s2：拟合得到检测基准
[0141]
基准拟合就是要找到溢出边的基准线，从而准备表征溢出量。
[0142]
因为当带钢边部没有溢出边和塔形时，测量的结果遵循线性关系，而且溢出量属于少数，并且相对集中，所以采用迭代误差法找到基准线。
[0143]
迭代误差法：
[0144]
假设经过去噪处理的数据集为(xi，yi)，i＝1～n，为测量有效点数；
[0145]
设a、b为直线常量，则y＝a+bx
[0146]
根据直线拟合公式，利用最小二乘原理，获得直线a、b值：
[0147][0148][0149]
最小二乘拟合的残差为：
[0150]
越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密
程度就越大，说明直线与观测值的拟合越好。
[0151]
通过剔除偏差较大的点，反复多次后，可获得残差较小并且大小相对稳定的点集合。这时获得的直线，即可以作为检测基准。
[0152]
步骤s3：融合双侧数据
[0153]
因为单侧检测对于溢出的数量容易获得，但对于凹陷的点则测量误差较大，所有需要在钢卷的两个侧面进行检测，并将两个侧面的数据进行融合才能更准确地反映钢卷的实际卷形。
[0154]
数据融合采用特征点拟合法：
[0155]
主要特征点：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点。
[0156]
如图4所示，根据测量数据特点，当测量不到钢卷端面时，测量数据显示为无效数据，从数据曲线图上看，就是数据有明显的中断，整个测量过程中有4次中断，这4次中断就是我们需要的特征点。
[0157]
分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，可以获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。
[0158]
步骤s4：数据提取
[0159]
当最终获得融合后的曲线集(xi，yi)，i＝1～n，为测量有效点数，则根据判定标准，如果超过s0的为异常点，则yi＞s0的点即为异常点。从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。其中，s0表示设定的偏差基准值，超过为异常，未超过为正常。
[0160]
根据本发明提供的一种热轧钢卷在线端部形状检测系统，包括：
[0161]
模块m1：对测量数据进行去噪；
[0162]
模块m2：基于测量数据拟合得到检测基准线；
[0163]
模块m3：在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；
[0164]
模块m4：根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。
[0165]
优选地，在所述模块m1中：
[0166]
模块m1.1：将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，激光测距传感器根据所述脉冲频率进行测距，得到测距结果并进行校正，得到一组具有线性相关的数据组；
[0167]
其中，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体如下：
[0168][0169]
s＝0～d
[0170]
f(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率；
[0171]
s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；
[0172]
d表示带钢运行区间的结束点位置；
[0173]
i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量；
[0174]f最大
表示带钢运行实时速度对应的最大频率；
[0175]
imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0176]
imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；
[0177]
imin到imax为有效区间；
[0178]
其中，所述校正的具体如下：
[0179]
采用定距取样校准的方法，在一个距离区间δs内，认为钢卷运行速度为匀速，通过等间距对测距结果进行均匀校正，在δs区间，经均匀分配后：
[0180]
第i+1个测量点的坐标＝第i个测量点的坐标+δs/n，i＝1,2,
…
,n；
[0181]
n为测量的有效点数；
[0182]
模块m1.2：基于带钢厚度对数据组中的数据进行平滑滤波，其中，假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值方法是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。
[0183]
优选地，在所述模块m2中：
[0184]
采用迭代误差法找到溢出边的基准线，具体如下：
[0185]
假设经过模块m1去噪处理的数据集为(xi，yi)，i＝1～n；
[0186]
设a、b为直线常量，则：
[0187]
y＝a+bx
[0188][0189][0190]
x为测量点的坐标；
[0191]
y为测量点的测距结果；
[0192]
xi为第i个测量点的坐标；
[0193]
yi为第i个测量点的测距结果；
[0194]
最小二乘拟合的残差为：
[0195]
越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度就越大，说明直线与观测值的拟合越好；
[0196]
通过剔除偏差大于阈值的点，获得点集合，将这时获得的直线，作为检测基准。
[0197]
优选地，在所述模块m3中：
[0198]
数据融合采用特征点拟合法，具体如下：
[0199]
主要特征点为同一水平直线上的：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点；
[0200]
根据测量过程中的中断，分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。
[0201]
优选地，在所述模块m4中：
[0202]
当获得融合后的曲线集(xi，yi)，i＝1～n，为测量有效点数，yi＞s0的点即为异常点，从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果；
[0203]
s0表示设定的偏差基准值，超过为异常，未超过为正常；
[0204]
xi为融合后第i个测量点的坐标；
[0205]
yi为融合后第i个测量点的测距结果。
[0206]
本领域技术人员知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现本发明提供的系统、装置及其各个模块以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得本发明提供的系统、装置及其各个模块以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器以及嵌入式微控制器等的形式来实现相同程序。所以，本发明提供的系统、装置及其各个模块可以被认为是一种硬件部件，而对其内包括的用于实现各种程序的模块也可以视为硬件部件内的结构；也可以将用于实现各种功能的模块视为既可以是实现方法的软件程序又可以是硬件部件内的结构。
[0207]
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本技术的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

技术特征：
1.一种热轧钢卷在线端部形状检测方法，其特征在于，包括：步骤s1：对测量数据进行去噪；步骤s2：基于测量数据拟合得到检测基准线；步骤s3：在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；步骤s4：根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。2.根据权利要求1所述的热轧钢卷在线端部形状检测方法，其特征在于，在所述步骤s1中：步骤s1.1：将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，激光测距传感器根据所述脉冲频率进行测距，得到测距结果并进行校正，得到一组具有线性相关的数据组；其中，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体方法如下：s＝0～df(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率；s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；d表示带钢运行区间的结束点位置；i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量；f
最大
表示带钢运行实时速度对应的最大频率；imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；imin到imax为有效区间；其中，所述校正的具体方法如下：采用定距取样校准的方法，在一个距离区间δs内，认为钢卷运行速度为匀速，通过等间距对测距结果进行均匀校正，在δs区间，经均匀分配后：第i+1个测量点的坐标＝第i个测量点的坐标+δs/n，i＝1,2,
…
,n；n为测量的有效点数；步骤s1.2：基于带钢厚度对数据组中的数据进行平滑滤波，其中，假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值方法是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。3.根据权利要求1所述的热轧钢卷在线端部形状检测方法，其特征在于，在所述步骤s2中：采用迭代误差法找到溢出边的基准线，具体如下：假设经过步骤s1去噪处理的数据集为(x
i
，y
i
)，i＝1～n；设a、b为直线常量，则：y＝a+bx
x为测量点的坐标；y为测量点的测距结果；x
i
为第i个测量点的坐标；y
i
为第i个测量点的测距结果；最小二乘拟合的残差为：最小二乘拟合的残差为：越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度就越大，说明直线与观测值的拟合越好；通过剔除偏差大于阈值的点，获得点集合，将这时获得的直线，作为检测基准。4.根据权利要求1所述的热轧钢卷在线端部形状检测方法，其特征在于，在所述步骤s3中：数据融合采用特征点拟合法，具体如下：主要特征点为同一水平直线上的：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点；根据测量过程中的中断，分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。5.根据权利要求1所述的热轧钢卷在线端部形状检测方法，其特征在于，在所述步骤s4中：当获得融合后的曲线集(x
i
，y
i
)，i＝1～n，为测量有效点数，y
i
＞s0的点即为异常点，从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果；s0表示设定的偏差基准值，超过为异常，未超过为正常；x
i
为融合后第i个测量点的坐标；y
i
为融合后第i个测量点的测距结果。6.一种热轧钢卷在线端部形状检测系统，其特征在于，包括：模块m1：对测量数据进行去噪；模块m2：基于测量数据拟合得到检测基准线；模块m3：在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；模块m4：根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。7.根据权利要求6所述的热轧钢卷在线端部形状检测系统，其特征在于，在所述模块m1中：模块m1.1：将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，激光测距传感器根据所述脉冲频率进行测距，得到测距结果并进行校正，得到一组具有线性相关的数据组；其中，将带钢运行的实时速度由模拟量转为脉冲频率，具体系统如下：
s＝0～df(s)表示模拟量转换为脉冲信号的频率；s表示带钢运行区间相对于起始点的位置；d表示带钢运行区间的结束点位置；i(s)表示带钢运行的实时速度对应的电流模拟量，是位于有效区间imin～imax的模拟量；f
最大
表示带钢运行实时速度对应的最大频率；imin表示最小带钢运行实时速度对应的电流模拟量；imax表示最大带钢运行实时速度对应的电流模拟量；imin到imax为有效区间；其中，所述校正的具体系统如下：采用定距取样校准的系统，在一个距离区间δs内，认为钢卷运行速度为匀速，通过等间距对测距结果进行均匀校正，在δs区间，经均匀分配后：第i+1个测量点的坐标＝第i个测量点的坐标+δs/n，i＝1,2,
…
,n；n为测量的有效点数；模块m1.2：基于带钢厚度对数据组中的数据进行平滑滤波，其中，假设带钢厚度为h，则从测距有效的第一点开始计算，后面间隔h/2对测距值取值，取值系统是以该点为中心[-h/2,h/2]之间的测量值取均值。8.根据权利要求6所述的热轧钢卷在线端部形状检测系统，其特征在于，在所述模块m2中：采用迭代误差法找到溢出边的基准线，具体如下：假设经过模块m1去噪处理的数据集为(x
i
，y
i
)，i＝1～n；设a、b为直线常量，则：y＝a+bxy＝a+bxx为测量点的坐标；y为测量点的测距结果；x
i
为第i个测量点的坐标；y
i
为第i个测量点的测距结果；最小二乘拟合的残差为：最小二乘拟合的残差为：越小，各观测值聚焦在拟合直线周围的紧密程度
就越大，说明直线与观测值的拟合越好；通过剔除偏差大于阈值的点，获得点集合，将这时获得的直线，作为检测基准。9.根据权利要求6所述的热轧钢卷在线端部形状检测系统，其特征在于，在所述模块m3中：数据融合采用特征点拟合法，具体如下：主要特征点为同一水平直线上的：钢卷内圈直径2个点，钢卷外圈直径2个点；根据测量过程中的中断，分别找到钢卷两侧端面的特征点，根据最小二乘拟合原理，获得两条直线的拟合参数，从而将两条曲线合并为一条曲线。10.根据权利要求6所述的热轧钢卷在线端部形状检测系统，其特征在于，在所述模块m4中：当获得融合后的曲线集(x
i
，y
i
)，i＝1～n，为测量有效点数，y
i
＞s0的点即为异常点，从而获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果；s0表示设定的偏差基准值，超过未异常，未超过为正常；x
i
为融合后第i个测量点的坐标；y
i
为融合后第i个测量点的测距结果。

技术总结
本发明提供了一种热轧钢卷在线端部形状检测方法和系统，包括：对测量数据进行去噪；基于测量数据拟合得到检测基准线；在钢卷的两个侧面的检测基准线合并为一条曲线，得到融合后的曲线集；根据所述融合后的曲线集，获得钢卷端面溢出边和塔形的测量结果。本发明通过在钢卷运输通道的两侧布置两套测量装置，激光测距传感器可以根据钢卷卷径大小自动升降，保证检测位于钢卷中心水平位置。当钢卷由输送装置运输经过检测区域时，激光测距传感器对钢卷端面进行测量，测量结果经过数据去噪、基准拟合、双侧数据融合、数据提取等步骤，准确获得钢卷边部的溢出边塔形信息。部的溢出边塔形信息。部的溢出边塔形信息。


技术研发人员：杨国 荣鸿伟 费江华 赵军华 夏宏斌
受保护的技术使用者：上海宝信软件股份有限公司
技术研发日：2022.01.27
技术公布日：2023/8/8