钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业,在全球化的背景下,在不断技术升级,提升自身的竞争力过程中,面临着前所未有的机遇与挑战。

 

当前钢铁行业存在产品质量检测手段,不能满足日益严苛的检测精度/检测速度/检测维度等方面需求的问题

检测精度需求达到亚毫米级别,为实现检测对相机成像精度和稳定性要求高;

生产运行节拍快,为满足精度需求,图像采集的行频需求高

钢铁产品长度方向尺寸大,生产检测中要求,相邻帧图像采集延迟小

钢铁产品尺寸规格多检测系统的搭建需适应不同规格产品的检测

检测维度多,产品缺陷可能出现位置随机,以及使用单个相机无法采集所有形位尺寸关联特征面

使用多个相机,各相机图像间坐标独立,并且图像采集时激光光源间易产生干涉,采集图像质量差

解决方案

为帮助钢铁行业客户解决上述问题,使用SICK高速高精度Ranger3相机

SICK CMOS 传感器确保杰出的3D性能

处理速度高达 154 亿像素/秒

在全幅模式下以7 kHz的采样率扫描3D轮廓

传感器分辨率可达 2,560 x 832 pixel

符合 GigE Vision 和 GenICam

3D、反射和散射光测量集于一台设备中

可选外壳防护等级为 IP65/67 的工业外壳

 

基于Easy Ranger算法平台,开发了360°全扫平台获取待检测物体表面完整图像,实现多台相机图像的拼接,还原物体完整形位特征。算法平台具有以下优点:

 

1

速度快

使用Ranger3相机,独特的 CMOS 传感器可通过高速 3D 测量提高吞吐量,使检测平台具有高帧率、高精度的特点,在保证图像质量的同时,满足客户较高生产节拍的在线检测需求

2

精度高

基于相机输出的高精度图像,使用Easy Ranger算法平台提供的高精度系统标定算法,完成各相机图像的实际位置映射与矫正,使得拼接后的图像准确还原真实物体完整表面状态,提高检测结果精度;

3

检测维度广

多个相机实时采集图像后拼接,实现待检测物体360°表面成像,基于拼接后图像的特征检测,解决了单个相机无法满足的多维度尺寸检测和完整表面缺陷检测,和多个相机图像坐标系不统一,无法获得关联特征准确位置关系的问题

工字钢表面焊缝

工字钢表面锈蚀

4

适用场景多

平台可选用SICK一体式或分体式3D激光线扫相机,通过选择不同数量,型号或者不同相机配置(分体式)的相机,以适应客户检测场景的定制化需求,并配合丰富的系统标定方法,为不同应用提供最适合的解决方案,如下为系统标定方法:

 

测厚

两相机对射消除盲区

平面视野拓展

两相机倾斜视角

360度环状向内

360度环状向外

5

可靠消除激光干涉方法

使用多相机同时采集图像,多个激光可能同时出现在同一个相机视野内,将会产生干涉,影响图像质量,为解决这一问题,SICK提供以下四种方法:

■激光频闪+曝光延时:设置相机的曝光延时参数,同时设置激光的频闪,使激光的点亮与相机曝光同步,避免相邻激光的干扰;

■不同颜色激光+滤波片相邻相机使用不同颜色的激光,并在镜头前安装对应的滤波片,使相机仅能对各自匹配的激光进行感光成像,过滤其他颜色激光的干扰;

■激光共线安装:调整激光器的安装位置,使不同激光器发射出来的激光共线;

■激光错位安装+ROI限制:调整激光器的安装位置,使不同激光器发射出来的激光错位,并设置相机的ROI,使其仅对该相机对应的激光照射区域感光,屏蔽相邻激光的照射区域。

6

平台优势

本应用使用西克的Easy Ranger平台自主开发,同时提供软件的快速迭代以及技术服务支持。

 

侧视图

俯视图

应用软件