基于激光扫描成像与异源CCD融合的连铸热坯表面缺陷检测方法研究
发布时间：2023-04-09 02:30
连铸作为钢液凝固成型的主要过程，无缺陷铸坯生产水平的高低直接决定了后续轧制工艺的效率和连贯性。随着连铸坯热送热装和直接连轧（CC-HC/CC-DR）工艺技术的发展，对高噪声下连铸坯表面质量在线监控技术的要求越来越高。连铸坯表面缺陷的在线准确检测是铸坯CC-HC和CC-DR工艺顺利进行的重要保证；目前，很难从生产工艺上保证100%无缺陷坯生产，因此，通过表面缺陷在线检测技术及时发现并剔除带缺陷坯，对提高最终产品质量和节约生产成本具有重要意义。 基于Charge-coupled Device（CCD）扫描成像检测方法（线扫描和面扫描）是一种新兴的连铸坯表面缺陷无损探伤技术，具有非接触、响应快、大视场、抗干扰性强等优点，目前已成为钢材生产中如连铸坯和带钢表面质量评估的重要手段和研究热点。通过CCD线扫描或面扫描方式，可将被监控对象表面信息采用图像处理、模式识别、人工智能等技术对缺陷区域（ROI）进行检索定位、形态识别以及量化分析。 因此，针对连铸热坯表面缺陷形态在线精确检测，文中基于异源CCD激光扫描成像与信息融合处理技术，开展了如下研究内容并获得了相应研究成果： ①连铸热坯表面常随机分布呈...
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 连铸坯表面缺陷形态及主要成因分析
1.1.2 连铸热坯表面缺陷在线检测的必要性
1.2 连铸坯表面缺陷检测技术分析及研究现状
1.2.1 连铸坯无损检测技术分析
1.2.2 国内外连铸坯表面缺陷检测技术研究现状
1.2.3 异源 CCD 扫描成像检测方法及优越性
1.2.4 高噪声下连铸坯 CCD 激光扫描成像技术
1.3 连铸坯表面 CCD 激光扫描与信息融合成像方法研究
1.3.1 连铸热坯表面缺陷异源 CCD 激光扫描成像方法研究
1.3.2 基于异源 CCD 信息融合的连铸坯缺陷检测技术研究
1.4 课题研究内容及技术方案
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究技术方案
2 连铸热坯表面异源 CCD 激光扫描成像方法研究
2.1 高噪声下连铸坯表面光学成像控制方法
2.1.1 基于最大信息熵的连铸坯表面 LSI 成像控制方法研究
2.1.2 连铸热坯表面最佳 LSI 成像控制方法
2.2 连铸坯表面激光条纹最佳成像提取方法研究
2.2.1 基于 TenenGrad 梯度的激光条纹成像控制方法
2.2.2 高温状态下 ASI 激光条纹成像与提取方法
2.3 基于调制点梯度方向的激光条纹快速提取技术
2.4 本章小结
3 连铸热坯表面成像异源 CCD 信息融合技术研究
3.1 异源 CCD 连铸坯表面信息融合成像技术研究
3.1.1 基于畸变矫正的 CCD 扫描成像模型
3.1.2 异源 CCD 激光扫描成像方法
3.2 连铸坯表面异源 CCD 扫描成像控制技术
3.3 连铸坯表面异源 CCD 成像关键技术
3.3.1 异源 CCD 扫描成像结构空间设计
3.3.2 异源 CCD 互信息配准方法研究
3.4 本章小结
4 连铸热坯表面成像信息中的缺陷定位与描绘方法
4.1 基于相对模糊连接度(IRFC)的 ROI 区精确描绘方法
4.1.1 连铸坯表面 RFC 区域描绘算法研究
4.1.2 连铸坯表面 LSI 图像信息中的隶属度函数设计
4.2 ASI 成像信息的 ROI 区定位算法
4.2.1 连铸坯 ASI 三维特征缺陷区域识别方法
4.2.2 基于粗糙集的模糊重分类区域定义
4.3 连铸坯表面多 ROI 区同步描绘算法研究
4.3.1 RFC 模糊区域自动重分类方法设计
4.3.2 基于局部自由尺度的模糊连接度
4.4 异源 CCD 图像信息融合处理方法
4.4.1 连铸坯 ASI 图像二维形态不完整性描述
4.4.2 异源 CCD 缺陷检测融合处理方法
4.4.3 融合处理与对比实验分析
4.5 本章小结
5 连铸热坯表面缺陷三维特征量化方法研究
5.1 连铸坯表面形貌深度检测标定方法研究
5.1.1 激光条纹调制平面确定方法
5.1.2 反投影二维空间平面快速标定方法
5.2 连铸坯表面形态深度值精确检测关键技术
5.2.1 激光调制点斜投影误差分析及纠正方法
5.2.2 畸变误差分析与激光扫描验证实验
5.3 系统测量精度检验与高温扫描实验
5.3.1 扫描成像鲁棒性检验
5.3.2 高温在线扫描实验研究
5.4 连铸坯表面图像 ROI 区二维形态特征分析
5.4.1 CCD 成像尺度与区域信息完整性
5.4.2 连铸坯 ROI 区二维形态特征描述算法研究
5.4.3 RFC 描绘参数训练与结果评价方法
5.5 连铸坯表面三维形态异源信息融合重构
5.6 本章小结
6 算法模块设计与工业应用基础研究
6.1 软件实现与模块设计
6.1.1 系统最佳实施方案
6.1.2 软件实现与模块设计
6.2 成像信息中假噪声点处理与缺陷深度量化特征
6.2.1 成像信息中假噪声处理算法
6.2.2 缺陷形态特征与成像信息量化结果分析
6.3 现场应用防护方法研究
6.4 连铸热坯扫描检测实验
6.4.1 振痕干扰下的缺陷提取方法
6.4.2 连铸坯表面缺陷检测的方向敏感性
6.4.3 连铸热坯现场扫描实验
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间完成的论文目录
B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
C. 作者在攻读学位期间参加的科研项目及获奖情况
本文编号：3786901
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 连铸坯表面缺陷形态及主要成因分析
1.1.2 连铸热坯表面缺陷在线检测的必要性
1.2 连铸坯表面缺陷检测技术分析及研究现状
1.2.1 连铸坯无损检测技术分析
1.2.2 国内外连铸坯表面缺陷检测技术研究现状
1.2.3 异源 CCD 扫描成像检测方法及优越性
1.2.4 高噪声下连铸坯 CCD 激光扫描成像技术
1.3 连铸坯表面 CCD 激光扫描与信息融合成像方法研究
1.3.1 连铸热坯表面缺陷异源 CCD 激光扫描成像方法研究
1.3.2 基于异源 CCD 信息融合的连铸坯缺陷检测技术研究
1.4 课题研究内容及技术方案
1.4.1 主要研究内容
1.4.2 研究技术方案
2 连铸热坯表面异源 CCD 激光扫描成像方法研究
2.1 高噪声下连铸坯表面光学成像控制方法
2.1.1 基于最大信息熵的连铸坯表面 LSI 成像控制方法研究
2.1.2 连铸热坯表面最佳 LSI 成像控制方法
2.2 连铸坯表面激光条纹最佳成像提取方法研究
2.2.1 基于 TenenGrad 梯度的激光条纹成像控制方法
2.2.2 高温状态下 ASI 激光条纹成像与提取方法
2.3 基于调制点梯度方向的激光条纹快速提取技术
2.4 本章小结
3 连铸热坯表面成像异源 CCD 信息融合技术研究
3.1 异源 CCD 连铸坯表面信息融合成像技术研究
3.1.1 基于畸变矫正的 CCD 扫描成像模型
3.1.2 异源 CCD 激光扫描成像方法
3.2 连铸坯表面异源 CCD 扫描成像控制技术
3.3 连铸坯表面异源 CCD 成像关键技术
3.3.1 异源 CCD 扫描成像结构空间设计
3.3.2 异源 CCD 互信息配准方法研究
3.4 本章小结
4 连铸热坯表面成像信息中的缺陷定位与描绘方法
4.1 基于相对模糊连接度(IRFC)的 ROI 区精确描绘方法
4.1.1 连铸坯表面 RFC 区域描绘算法研究
4.1.2 连铸坯表面 LSI 图像信息中的隶属度函数设计
4.2 ASI 成像信息的 ROI 区定位算法
4.2.1 连铸坯 ASI 三维特征缺陷区域识别方法
4.2.2 基于粗糙集的模糊重分类区域定义
4.3 连铸坯表面多 ROI 区同步描绘算法研究
4.3.1 RFC 模糊区域自动重分类方法设计
4.3.2 基于局部自由尺度的模糊连接度
4.4 异源 CCD 图像信息融合处理方法
4.4.1 连铸坯 ASI 图像二维形态不完整性描述
4.4.2 异源 CCD 缺陷检测融合处理方法
4.4.3 融合处理与对比实验分析
4.5 本章小结
5 连铸热坯表面缺陷三维特征量化方法研究
5.1 连铸坯表面形貌深度检测标定方法研究
5.1.1 激光条纹调制平面确定方法
5.1.2 反投影二维空间平面快速标定方法
5.2 连铸坯表面形态深度值精确检测关键技术
5.2.1 激光调制点斜投影误差分析及纠正方法
5.2.2 畸变误差分析与激光扫描验证实验
5.3 系统测量精度检验与高温扫描实验
5.3.1 扫描成像鲁棒性检验
5.3.2 高温在线扫描实验研究
5.4 连铸坯表面图像 ROI 区二维形态特征分析
5.4.1 CCD 成像尺度与区域信息完整性
5.4.2 连铸坯 ROI 区二维形态特征描述算法研究
5.4.3 RFC 描绘参数训练与结果评价方法
5.5 连铸坯表面三维形态异源信息融合重构
5.6 本章小结
6 算法模块设计与工业应用基础研究
6.1 软件实现与模块设计
6.1.1 系统最佳实施方案
6.1.2 软件实现与模块设计
6.2 成像信息中假噪声点处理与缺陷深度量化特征
6.2.1 成像信息中假噪声处理算法
6.2.2 缺陷形态特征与成像信息量化结果分析
6.3 现场应用防护方法研究
6.4 连铸热坯扫描检测实验
6.4.1 振痕干扰下的缺陷提取方法
6.4.2 连铸坯表面缺陷检测的方向敏感性
6.4.3 连铸热坯现场扫描实验
6.5 本章小结
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 创新点
7.3 展望
致谢
参考文献
附录
A. 作者在攻读学位期间完成的论文目录
B. 作者在攻读学位期间取得的科研成果目录
C. 作者在攻读学位期间参加的科研项目及获奖情况
本文编号：3786901
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/yjlw/3786901.html
