当前位置:主页 > 科技论文 > 铸造论文 >

基于双目视觉的连铸生产线铝锭垛定位技术研究

发布时间:2018-04-26 06:15

  本文选题:双目立体视觉 + 摄像机标定 ; 参考:《兰州理工大学》2016年硕士论文


【摘要】:铝是需求量仅次于钢铁的有色金属材料,在国民经济中处于重要地位。近年来,随着电解铝产量的逐年递增,对高速铝锭连续铸造生产线的市场需求也日益迫切。在铝锭铸造生产线上,铝锭垛需要在打包、计量和打标工位启停,由于每垛铝锭重量高(重达1吨左右)、惯性大且非规则,生产线的链式传动导致铝锭垛在这些工位定位困难,目前基于到位信号检测控制铝锭垛停止的策略难以满足高速铸造生产需求;另一方面,在某些工位,铝锭垛定位不仅仅是测量位置信息,也需要测量铝锭垛的空间位姿信息。鉴于以上原因,研究铝锭垛静止状态的二次定位方法具有重要的应用价值。本论文针对铝锭垛的静止状态的二次定位需求,提出采用双目立体视觉测距定位的方法。第一,首先确定了双目视觉测量方案,采用Zhang摄像机标定法对摄像机进行标定,以求解摄像机内参数;根据摄像机光轴上点的坐标固定特性,摄像机外参进行左右摄像机分别独自标定,利用线性方程求解摄像机的其余参数,完成对两台摄像机的基线长度、光轴夹角和坐标系相对位置的标定。第二,针对采集到铝锭垛图像特征点提取与匹配算法,选择了比SIFT算法性能更好的SURF为基础算法,依据铝锭垛面高反光、纹理复杂的特点,提出把打包铝锭垛钢带作为特征点提取的主要依据,在改进SURF特征点提取的基础上提出采用KD-tree树索引,对提铝锭垛钢带上的特征点进行距离约束,最终得到特征点。特征点匹配基于Harris角点匹配方法,基于先验知识提出基于Harris角点和改进的SURF特征提取算法相结合的立体匹配算法。第三,为解决实际测量测距光轴可能不平行问题,基于两台摄像机坐标系之间的平移转换和两台摄像机光轴之间夹角转换,对平行式立体视觉模型的测距公式进行了修正。最后,通过实验验证了本文提出的方法的有效性,可以满足铝锭垛定位要求。
[Abstract]:Aluminum is a non-ferrous metal material in demand second only to iron and steel, and it plays an important role in the national economy. In recent years, with the increasing production of electrolytic aluminum, the market demand for high speed aluminum ingot continuous casting production line is increasingly urgent. In the aluminum ingot casting production line, the aluminum ingot stacking needs to start and stop at the packing, metering and marking stations. Because of its high weight (up to 1 ton weight, large inertia and irregular inertia), the chain transmission of the production line causes the aluminum ingot stacking to be difficult to locate in these stations. At present, the strategy of controlling the stop of aluminum ingot stack based on in-place signal detection is difficult to meet the demand of high-speed casting production. On the other hand, in some stations, the location of aluminum ingot stack is not only measured position information, but also needs to measure the space position information of aluminum ingot stack. In view of the above reasons, it is of great value to study the secondary positioning method for the static state of aluminum ingot stacking. In this paper, a binocular stereo vision location method is proposed to meet the secondary positioning requirement of aluminum ingot stacking. Firstly, the binocular vision measurement scheme is determined, and the camera is calibrated by Zhang camera calibration method to solve the internal parameters of the camera, according to the fixed characteristics of the coordinates of the points on the camera axis, the camera is calibrated by the Zhang camera calibration method. The external parameters of the camera are calibrated independently, and the other parameters of the camera are solved by linear equation. The baseline length, the angle of the optical axis and the relative position of the coordinate system are calibrated for the two cameras. Secondly, according to the feature point extraction and matching algorithm of aluminum ingot stacking image, the SURF algorithm, which has better performance than SIFT algorithm, is selected as the basic algorithm, according to the characteristics of high reflection and complex texture of aluminum ingot stack surface. Based on the improved SURF feature point extraction, a KD-tree index is proposed to restrict the distance between the feature points on the aluminum ingot stacking steel strip, and finally to obtain the feature points. Feature point matching is based on Harris corner matching method. Based on prior knowledge, a stereo matching algorithm based on Harris corner and improved SURF feature extraction algorithm is proposed. Thirdly, in order to solve the problem that the optical axis of measuring ranging may not be parallel, the ranging formula of parallel stereo vision model is modified based on the translation conversion between two camera coordinate systems and the angle conversion between the optical axes of two cameras. Finally, the effectiveness of the proposed method is verified by experiments, which can meet the requirements of aluminum ingot stacking location.
【学位授予单位】:兰州理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG292;TP391.41

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 张勤;;日本从美国大量输入铝锭[J];轻金属;1981年12期

2 李相洽;;日本82年上半年新铝锭产量只有81年同期的一半—20万吨[J];轻金属;1983年01期

3 张宝琴;;日本铝锭更加减产[J];轻金属;1983年02期

4 张宝琴;;第一船铝锭8000吨已运抵日本[J];轻金属;1983年03期

5 杨跃先;;1984年世界新铝锭供需统计表[J];轻金属;1985年05期

6 文华里;;世界各国铝锭减产及供需情况[J];轻金属;1993年05期

7 何波;;1991~1993年世界范围内铝锭供求状况及预测[J];轻金属;1993年07期

8 章跃中;铝锭模设计的改进[J];轻金属;1997年01期

9 刘强;中国近期进口铝锭大幅下降[J];中国金属通报;1999年21期

10 王祝堂;俄罗斯各部门对原铝锭的需求[J];轻金属;2000年05期

相关会议论文 前8条

1 陈祥;;提高重熔用铝锭质量的措施[A];《铝电解槽新型结构新技术研讨会》论文集[C];2010年

2 左秀荣;王明星;翁永刚;宋天福;仲志国;孙海斌;;细晶铝锭及其工业应用[A];2008年全国铝合金熔铸技术交流会论文集[C];2008年

3 代富所;;铝锭铸模生产的探讨[A];2005晋冀鲁豫蒙鄂沪云贵川甘湘十二省区市机械工程学会学术年会论文集[C];2005年

4 邸权正;史有孝;;浸水冷却铝锭模国产化研制[A];合作 发展 创新——2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论文集[C];2008年

5 王维正;;铸造圆铝锭超声波探伤[A];2002年晋冀鲁豫鄂蒙川沪云贵甘十一省市区机械工程学会学术年会论文集(河南分册)[C];2002年

6 汤仕龙;胡文金;;用PLC改造铝锭铸造控制系统[A];第一届全国流体动力及控制工程学术会议论文集(第二卷)[C];2000年

7 苏建荣;;HMI及PLC在20Kg铝锭机上的应用[A];2012年全国地方机械工程学会学术年会论文集(云南省分册)[C];2012年

8 李淑梅;李连杰;;小型推进式铝锭加热炉的设计[A];全国第十二届轻合金加工学术交流会论文集[C];2003年

相关重要报纸文章 前10条

1 张廷峰;青海铝锭出口面临重大考验[N];中国改革报;2005年

2 依文;韩国大量进口中国铝锭[N];国际商报;2003年

3 华傼;铝锭:中俄贸易的强势商品[N];国际经贸消息;2001年

4 宁芯;在韩日市场中国铝锭受追捧[N];国际经贸消息;2002年

5 陈健健;云铝股份获2万吨铝锭收储份额[N];中国证券报;2008年

6 薛兆丰 青年学者,经济专栏作家;把握商机就是企图垄断[N];经济观察报;2007年

7 刘伟;逆价差支撑沪铝上试20000关口[N];期货日报;2006年

8 卢海邋通讯员 赵起峰;内需趋我省铝锭两月未出口[N];青海日报;2007年

9 ;韩国进口商大量进口中国铝锭[N];中国矿业报;2003年

10 何燕 记者 杜英;我国大吨位铝锭连铸机组不再“仰仗”进口[N];科技日报;2010年

相关硕士学位论文 前10条

1 张大鹏;铝锭翻转机液气驱动控制系统的设计与研究[D];兰州理工大学;2010年

2 兰超;铝锭铸模裂纹的检测方法与装置研究[D];兰州理工大学;2010年

3 周金良;铝锭连铸机的输送链稳定性分析[D];兰州理工大学;2008年

4 谢冬冬;22t/h铝锭翻转机气液驱动系统设计与研究[D];兰州理工大学;2011年

5 张德鹏;铝锭连铸机脱模扶锭装置优化设计[D];兰州理工大学;2013年

6 孙海斌;电解法生产的细晶铝锭的微观组织和电化学行为研究[D];郑州大学;2006年

7 罗德春;铝锭堆垛机翻转装置的优化设计[D];兰州理工大学;2009年

8 李广钦;细晶铝锭熔铸的3003及3004铝合金组织及力学性能研究[D];郑州大学;2007年

9 梁建华;20Kg铝锭连铸机搭锭机构的虚拟装配设计[D];兰州理工大学;2006年

10 樊彬彬;细晶铝锭熔炼的ZLD106铝合金组织和性能的研究[D];郑州大学;2007年



本文编号:1804838

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/1804838.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户855b8***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com