本發(fā)明涉及鋼板厚度測(cè)量，具體涉及一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、軋制鋼板是軋制而成的鋼板，適合沖壓、鈑金加工，多用于不承擔(dān)機(jī)械強(qiáng)度的外部裝飾和罩類(lèi)等；根據(jù)加工的溫度大致分為熱軋和冷軋鋼板，熱軋鋼板是通過(guò)在高溫下進(jìn)行軋制而制成的，冷軋是在常溫下軋制，冷軋鋼板具有更好的強(qiáng)度，熱軋鋼板具有更好的延性，且冷軋鋼板的表面質(zhì)量、外觀、尺寸精度均優(yōu)于熱軋鋼板。

2、熱軋鋼板在高溫下形成后需要經(jīng)過(guò)冷卻過(guò)程，以固化和穩(wěn)定其結(jié)構(gòu)，不同部位的冷卻速率不一致或冷卻過(guò)程中的機(jī)械應(yīng)力可能導(dǎo)致板材不均勻收縮，從而引起變形，同時(shí)由于高溫的緣故，在冷卻后表面會(huì)生成一層氧化鐵皮，氧化層通常會(huì)導(dǎo)致熱軋鋼板表面的不平整，影響對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行測(cè)量時(shí)的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法及系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有的問(wèn)題。

2、本發(fā)明的一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法及系統(tǒng)采用如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例提供了一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，該方法包括以下步驟：

4、獲取熱軋鋼板上下表面的所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)和每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)位置的灰度值；

5、在同一表面下，根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的高度的差異，以及每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的鄰域構(gòu)成的平面與所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面的朝向差異，獲得每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，進(jìn)而獲得異常區(qū)域；

6、根據(jù)每個(gè)異常區(qū)域中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度變化情況，獲得每個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度；

7、根據(jù)每個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度和異常區(qū)域內(nèi)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度的相似情況，以及異常區(qū)域邊緣點(diǎn)云數(shù)據(jù)位置的不規(guī)則情況，獲得每個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性，進(jìn)而獲得氧化層區(qū)域；

8、根據(jù)每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層可能性和氧化層區(qū)域的影響范圍，獲得每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度；根據(jù)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波處理后獲得濾波后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，根據(jù)上下表面對(duì)應(yīng)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的距離實(shí)現(xiàn)對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行測(cè)量。

9、進(jìn)一步的，所述獲得每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，包括的具體步驟如下：

10、

11、式中，表示第i個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，表示第i個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高度，表示所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的高度的均值，表示第i個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)與第i個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的所有相鄰點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面的法向量，r表示所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面的法向量，為線性歸一化函數(shù)。

12、進(jìn)一步的，所述獲得異常區(qū)域，包括的具體步驟如下：

13、預(yù)設(shè)異常判斷閾值，將表面平整異常程度大于異常判斷閾值的點(diǎn)云數(shù)據(jù)記為異常點(diǎn)云數(shù)據(jù)，所有異常點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成若干個(gè)異常區(qū)域，將其他點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的區(qū)域記為正常區(qū)域。

14、進(jìn)一步的，所述獲得每個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度，包括的具體步驟如下：

15、以第q個(gè)異常區(qū)域的質(zhì)心為起點(diǎn)向邊緣上第u個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)連接獲得第q個(gè)異常區(qū)域的第u條線段；

16、第q個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度：

17、

18、式中，表示第q個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上的第s個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值的灰度差異程度值，表示第q個(gè)異常區(qū)域的所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值均值，表示第q個(gè)異常區(qū)域中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上的點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。

19、進(jìn)一步的，所述灰度差異程度值的具體獲取方式如下：

20、

21、式中，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上的第s個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值的灰度差異程度值，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上的第s個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上第s+1個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值，表示第q個(gè)異常區(qū)域中第u條線段上第s-1個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度值。

22、進(jìn)一步的，所述獲得每個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性，包括的具體步驟如下：

23、將第q個(gè)異常區(qū)域邊緣的第h個(gè)和第h-1個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的歐式距離，與第h個(gè)和第h+1個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的歐式距離差值的絕對(duì)值，記為第q個(gè)異常區(qū)域邊緣的第h個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊緣波動(dòng)程度；第q個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性的計(jì)算方式為：

24、

25、式中，表示第q個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性；表示第q個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度；表示第q個(gè)異常區(qū)域邊緣的所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的邊緣波動(dòng)程度的方差；表示第q個(gè)異常區(qū)域中第j個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，表示第q個(gè)異常區(qū)域中所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度的均值，j表示第q個(gè)異常區(qū)域中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，為線性歸一化函數(shù)。

26、進(jìn)一步的，所述獲得氧化層區(qū)域，包括的具體步驟如下：

27、預(yù)設(shè)氧化判斷閾值，將氧化層可能性大于氧化判斷閾值的異常區(qū)域記為氧化層區(qū)域。

28、進(jìn)一步的，所述獲得每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度，包括的具體步驟如下：

29、將第t個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層可能性與第t個(gè)氧化層區(qū)域的最小外接矩形的面積的乘積，記為第t個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度。

30、進(jìn)一步的，所述對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行測(cè)量，包括的具體步驟如下：

31、將上表面中氧化層影響程度最高的氧化層區(qū)域的最小外接矩形的最長(zhǎng)邊，作為均勻采樣濾波的輸入半徑，對(duì)鋼板點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波處理，獲得上表面中的所有濾波后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，同理獲得下表面中的所有濾波后的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；測(cè)量濾波后的上下表面對(duì)應(yīng)坐標(biāo)的點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的坐標(biāo)距離獲得鋼板的厚度；若測(cè)量到的厚度比需要的厚度小，則加寬熱軋時(shí)的機(jī)器設(shè)定的厚度；若測(cè)量到的厚度比需要的厚度大，則減小熱軋時(shí)的機(jī)器設(shè)定的厚度。

32、本發(fā)明還提出了一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，以實(shí)現(xiàn)前述所述的一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法的步驟。

33、本發(fā)明的技術(shù)方案的有益效果是：根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的高度差異，和每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)鄰域構(gòu)成的平面與所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面朝向差異，獲得每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，表現(xiàn)氧化層和變形點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征，從而得到異常區(qū)域；根據(jù)每個(gè)異常區(qū)域中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度變化情況，獲得灰度平緩程度，有助于區(qū)分氧化層和變形區(qū)域的灰度值的不同，結(jié)合相鄰表面平整異常程度的相似情況，以及邊緣點(diǎn)云數(shù)據(jù)位置的波動(dòng)情況，獲得每個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性，篩選氧化層區(qū)域；根據(jù)每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層可能性和影響范圍，獲得每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度，將所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波處理后，對(duì)鋼板厚度進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量。

技術(shù)特征：

1.一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，包括的具體步驟如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得異常區(qū)域，包括的具體步驟如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得每個(gè)異常區(qū)域的灰度平緩程度，包括的具體步驟如下：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述灰度差異程度值的具體獲取方式如下：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得每個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性，包括的具體步驟如下：

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得氧化層區(qū)域，包括的具體步驟如下：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述獲得每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度，包括的具體步驟如下：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法，其特征在于，所述對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行測(cè)量，包括的具體步驟如下：

10.一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及鋼板厚度測(cè)量技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于軋制鋼板的厚度測(cè)量方法及系統(tǒng)，包括：根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)之間的高度差異，和每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)鄰域構(gòu)成的平面與所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)構(gòu)成的平面朝向差異，獲得每個(gè)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的表面平整異常程度，從而得到異常區(qū)域；根據(jù)每個(gè)異常區(qū)域中點(diǎn)云數(shù)據(jù)的灰度變化情況，獲得灰度平緩程度，結(jié)合表面平整異常程度的相似情況，以及邊緣點(diǎn)云數(shù)據(jù)位置的不規(guī)則情況，獲得每個(gè)異常區(qū)域的氧化層可能性，篩選氧化層區(qū)域；根據(jù)每個(gè)氧化層區(qū)域的影響范圍，獲得每個(gè)氧化層區(qū)域的氧化層影響程度，將所有點(diǎn)云數(shù)據(jù)濾波處理后測(cè)量厚度。本發(fā)明通過(guò)熱軋鋼板表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征排除氧化層對(duì)厚度測(cè)量的影響后，進(jìn)行鋼板厚度的測(cè)量。

技術(shù)研發(fā)人員：張書(shū)崗,柳金華,柳靜靜,朱紅超
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濟(jì)冠鋼鐵（山東）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/9/26