一种用于轧制钢板的厚度测量方法及系统与流程

本发明涉及钢板厚度测量，具体涉及一种用于轧制钢板的厚度测量方法及系统。

背景技术：

1、轧制钢板是轧制而成的钢板，适合冲压、钣金加工，多用于不承担机械强度的外部装饰和罩类等；根据加工的温度大致分为热轧和冷轧钢板，热轧钢板是通过在高温下进行轧制而制成的，冷轧是在常温下轧制，冷轧钢板具有更好的强度，热轧钢板具有更好的延性，且冷轧钢板的表面质量、外观、尺寸精度均优于热轧钢板。

2、热轧钢板在高温下形成后需要经过冷却过程，以固化和稳定其结构，不同部位的冷却速率不一致或冷却过程中的机械应力可能导致板材不均匀收缩，从而引起变形，同时由于高温的缘故，在冷却后表面会生成一层氧化铁皮，氧化层通常会导致热轧钢板表面的不平整，影响对钢板的厚度进行测量时的准确性。

技术实现思路

1、本发明提供一种用于轧制钢板的厚度测量方法及系统，以解决现有的问题。

2、本发明的一种用于轧制钢板的厚度测量方法及系统采用如下技术方案：

3、本发明一个实施例提供了一种用于轧制钢板的厚度测量方法，该方法包括以下步骤：

4、获取热轧钢板上下表面的所有点云数据和每个点云数据对应位置的灰度值；

5、在同一表面下，根据点云数据之间的高度的差异，以及每个点云数据的邻域构成的平面与所有点云数据构成的平面的朝向差异，获得每个点云数据的表面平整异常程度，进而获得异常区域；

6、根据每个异常区域中点云数据的灰度变化情况，获得每个异常区域的灰度平缓程度；

7、根据每个异常区域的灰度平缓程度和异常区域内点云数据的表面平整异常程度的相似情况，以及异常区域边缘点云数据位置的不规则情况，获得每个异常区域的氧化层可能性，进而获得氧化层区域；

8、根据每个氧化层区域的氧化层可能性和氧化层区域的影响范围，获得每个氧化层区域的氧化层影响程度；根据氧化层区域的氧化层影响程度对点云数据滤波处理后获得滤波后的点云数据，根据上下表面对应点云数据的距离实现对钢板的厚度进行测量。

9、进一步的，所述获得每个点云数据的表面平整异常程度，包括的具体步骤如下：

10、

11、式中，表示第i个点云数据的表面平整异常程度，表示第i个点云数据的高度，表示所有点云数据的高度的均值，表示第i个点云数据与第i个点云数据的所有相邻点云数据构成的平面的法向量，r表示所有点云数据构成的平面的法向量，为线性归一化函数。

12、进一步的，所述获得异常区域，包括的具体步骤如下：

13、预设异常判断阈值，将表面平整异常程度大于异常判断阈值的点云数据记为异常点云数据，所有异常点云数据构成若干个异常区域，将其他点云数据构成的区域记为正常区域。

14、进一步的，所述获得每个异常区域的灰度平缓程度，包括的具体步骤如下：

15、以第q个异常区域的质心为起点向边缘上第u个点云数据连接获得第q个异常区域的第u条线段；

16、第q个异常区域的灰度平缓程度：

17、

18、式中，表示第q个异常区域的灰度平缓程度，表示第q个异常区域中第u条线段上的第s个点云数据的灰度值的灰度差异程度值，表示第q个异常区域的所有点云数据的灰度值均值，表示第q个异常区域中点云数据的个数，表示第q个异常区域中第u条线段上的点云数据的个数。

19、进一步的，所述灰度差异程度值的具体获取方式如下：

20、

21、式中，表示第q个异常区域中第u条线段上的第s个点云数据的灰度值的灰度差异程度值，表示第q个异常区域中第u条线段上的第s个点云数据的灰度值，表示第q个异常区域中第u条线段上第s+1个点云数据的灰度值，表示第q个异常区域中第u条线段上第s-1个点云数据的灰度值。

22、进一步的，所述获得每个异常区域的氧化层可能性，包括的具体步骤如下：

23、将第q个异常区域边缘的第h个和第h-1个点云数据的欧式距离，与第h个和第h+1个点云数据的欧式距离差值的绝对值，记为第q个异常区域边缘的第h个点云数据的边缘波动程度；第q个异常区域的氧化层可能性的计算方式为：

24、

25、式中，表示第q个异常区域的氧化层可能性；表示第q个异常区域的灰度平缓程度；表示第q个异常区域边缘的所有点云数据的边缘波动程度的方差；表示第q个异常区域中第j个点云数据的表面平整异常程度，表示第q个异常区域中所有点云数据的表面平整异常程度的均值，j表示第q个异常区域中点云数据的个数，为线性归一化函数。

26、进一步的，所述获得氧化层区域，包括的具体步骤如下：

27、预设氧化判断阈值，将氧化层可能性大于氧化判断阈值的异常区域记为氧化层区域。

28、进一步的，所述获得每个氧化层区域的氧化层影响程度，包括的具体步骤如下：

29、将第t个氧化层区域的氧化层可能性与第t个氧化层区域的最小外接矩形的面积的乘积，记为第t个氧化层区域的氧化层影响程度。

30、进一步的，所述对钢板的厚度进行测量，包括的具体步骤如下：

31、将上表面中氧化层影响程度最高的氧化层区域的最小外接矩形的最长边，作为均匀采样滤波的输入半径，对钢板点云数据滤波处理，获得上表面中的所有滤波后的点云数据，同理获得下表面中的所有滤波后的点云数据；测量滤波后的上下表面对应坐标的点云数据之间的坐标距离获得钢板的厚度；若测量到的厚度比需要的厚度小，则加宽热轧时的机器设定的厚度；若测量到的厚度比需要的厚度大，则减小热轧时的机器设定的厚度。

32、本发明还提出了一种用于轧制钢板的厚度测量系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以实现前述所述的一种用于轧制钢板的厚度测量方法的步骤。

33、本发明的技术方案的有益效果是：根据点云数据之间的高度差异，和每个点云数据邻域构成的平面与所有点云数据构成的平面朝向差异，获得每个点云数据的表面平整异常程度，表现氧化层和变形点云数据的特征，从而得到异常区域；根据每个异常区域中点云数据的灰度变化情况，获得灰度平缓程度，有助于区分氧化层和变形区域的灰度值的不同，结合相邻表面平整异常程度的相似情况，以及边缘点云数据位置的波动情况，获得每个异常区域的氧化层可能性，筛选氧化层区域；根据每个氧化层区域的氧化层可能性和影响范围，获得每个氧化层区域的氧化层影响程度，将所有点云数据滤波处理后，对钢板厚度进行准确的测量。

技术特征：

1.一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得每个点云数据的表面平整异常程度，包括的具体步骤如下：

3.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得异常区域，包括的具体步骤如下：

4.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得每个异常区域的灰度平缓程度，包括的具体步骤如下：

5.根据权利要求4所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述灰度差异程度值的具体获取方式如下：

6.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得每个异常区域的氧化层可能性，包括的具体步骤如下：

7.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得氧化层区域，包括的具体步骤如下：

8.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述获得每个氧化层区域的氧化层影响程度，包括的具体步骤如下：

9.根据权利要求1所述一种用于轧制钢板的厚度测量方法，其特征在于，所述对钢板的厚度进行测量，包括的具体步骤如下：

10.一种用于轧制钢板的厚度测量系统，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-9任一项所述的一种用于轧制钢板的厚度测量方法的步骤。

技术总结本发明涉及钢板厚度测量技术领域，具体涉及一种用于轧制钢板的厚度测量方法及系统，包括：根据点云数据之间的高度差异，和每个点云数据邻域构成的平面与所有点云数据构成的平面朝向差异，获得每个点云数据的表面平整异常程度，从而得到异常区域；根据每个异常区域中点云数据的灰度变化情况，获得灰度平缓程度，结合表面平整异常程度的相似情况，以及边缘点云数据位置的不规则情况，获得每个异常区域的氧化层可能性，筛选氧化层区域；根据每个氧化层区域的影响范围，获得每个氧化层区域的氧化层影响程度，将所有点云数据滤波处理后测量厚度。本发明通过热轧钢板表面点云数据的特征排除氧化层对厚度测量的影响后，进行钢板厚度的测量。技术研发人员：张书岗,柳金华,柳静静,朱红超受保护的技术使用者：济冠钢铁（山东）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/9/26