Flatness Profile Computation Three-

Flatness Profile Computation
Three-dimensional surface reconstruction of a rolled product using slit scanners involves two separate stages: intraframe and interframe processing. Once a frame with the projection of the laser stripe onto the surface of the product is acquired, it must be processed in order to determine the surface profile. To this purpose, the intraframe processing is split up into three major tasks. The first task consists of extracting the laser stripe from the image and computing the strip profile expressed in the image coordinate system. The second task translates each point of the detected stripe to obtain the profile of the surface expressed into world coordinates. The third task involves software tracking to compensate for the effects of small lateral displacements while the strip is being processed. Figure 13 shows the steps carried out by the intraframe processing stage in order to compute the position of the fibers of the strip for each frame.
F13 :


Flatness profile computation: (a) Intraframe processing stage and (b) interframe processing stage.
Image not available.
The intraframe processing stage in the proposed flatness inspection system is based on both the laser stripe extraction method proposed in this paper and the camera-calibration procedure described above. The translation between coordinate systems is carried out by means of a lookup table computed during camera calibration. This stage is carried out in real time.
The interframe processing stage must use an indirect method to obtain the 3-D strip surface map because there is no information about the length of the fibers in the surface profile. The strip surface map is then used to compute the length of the fibers in each integration interval, making it possible to comptute flatness profiles.
Once the strip has moved forward by the length corresponding to an integration interval, the interframe processing stage must reconstruct the 3-D surface of the strip in this interval in order to compute a new flatness profile. Figure 13 shows the steps carried out by the interframe processing stage for each integration interval of the strip. This stage is also carried out in real time.
The information obtained from the laser beam projection onto the strip surface in the intraframe processing stage, together with the speed of the strip movement, makes the computation of the 3-D surface reconstruction of the strip possible.
The acquisition rate of the camera of the flatness inspection system is automatically adjusted, depending on the strip movement speed. The speed of the strip is measured by means of a laser surface velocimeter, an optical device for noncontact measurement of 1-D surface velocities.
Measuring the length of the fibers at fixed longitudinal sections of the 3-D surface map is the main task required for computing the flatness of the strip. The length of each fiber is computed in the interframe processing stage, once the intraframe stage has provided the position of the fibers in the scene for each image processed in the integration interval. The length is computed using an integration technique, based on both the height variations of the fiber between consecutive images and the speed of the strip while moving along the production line, defined by

where L j is the computed approximation of the length of the fiber f j ; h j i is the height of the fiber f j measured in the frame i ; t i is the time stamp when the frame i was taken; u i is the average speed of the strip between the frames i and i−1 ; and n is the total amount of height frames in the integration interval. Figure 14 shows a diagram representing the approximation carried out in this integration technique.
F14 :


Approximation of the length of a rolled product fiber.
Once the length of each fiber of the strip in the whole integration interval is computed, the system is able to compute a flatness profile of the strip expressed in I-units using Eq. 1. Computing a flatness profile for each integration interval of the strip makes the computation of the flatness map of the whole strip possible (see Fig. 6).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

คำนวณค่าเรียบ
ฟื้นฟูพื้นผิวสามมิติของผลิตภัณฑ์รีดใช้สแกนเนอร์ร่องเกี่ยวข้องกับขั้นตอนที่แยกต่างหากสอง: intraframe interframe ประมวลผลและการ เมื่อได้รับเฟรมกับการฉายเลเซอร์ลายลงบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ มันต้องประมวลผลเพื่อกำหนดโพรไฟล์ผิว เพื่อวัตถุประสงค์นี้ การประมวลผล intraframe เป็นแบ่งเป็นงานหลัก งานแรกประกอบด้วยแยกลายเลเซอร์จากภาพ และใช้งานโพรไฟล์แถบที่แสดงในระบบพิกัดภาพ งานที่สองแปลแต่ละจุดของแถบตรวจรับส่วนกำหนดค่าของพื้นผิวแสดงในพิกัดโลก งานที่สามเกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์การติดตามในการชดเชยผลของ displacements เล็กด้านข้างในขณะที่แถบมีการประมวลผล รูปที่ 13 แสดงขั้นตอนดำเนินการ โดย intraframe ขั้นตอนการประมวลผลเพื่อคำนวณตำแหน่งของเส้นใยของแถบสำหรับเฟรมแต่ละ
F13:


คำนวณโพรไฟล์เรียบ: (ก) ประมวลผลขั้นตอนและ (ข) ประมวลผลขั้น interframe Intraframe
ไม่มีรูปภาพ.
intraframe ขั้นตอนการประมวลผลในระบบการตรวจสอบเสนอเรียบขึ้นอยู่กับวิธีการสกัดลายเลเซอร์นำเสนอในเอกสารนี้และขั้นตอนการปรับเทียบกล้องข้าง การแปลระหว่างระบบพิกัดจะดำเนินโดยใช้ตารางการค้นหาคำนวณระหว่างกล้องเทียบ ขั้นตอนดำเนินการในเวลาจริง
ขั้นประมวลผล interframe ต้องใช้วิธีการทางอ้อมเพื่อขอรับแผนที่แถบ 3 มิติพื้นผิวเนื่องจากไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับความยาวของเส้นใยในโปรไฟล์ผิว แถบพื้นผิวแผนที่ถูกใช้เพื่อคำนวณความยาวของเส้นใยในแต่ละช่วงรวม ทำให้ได้กับโพรไฟล์เรียบ comptute.
เมื่อแถบได้ย้ายไปข้างหน้า ด้วยความยาวที่สอดคล้องกับช่วงรวม ขั้นตอนการประมวลผล interframe ต้องสร้างพื้นผิว 3 มิติของแถบในช่วงนี้เพื่อคำนวณโพรไฟล์เรียบใหม่ รูปที่ 13 แสดงขั้นตอนดำเนินการ โดย interframe ประมวลผลขั้นตอนสำหรับแต่ละช่วงรวมของแถบ ขั้นตอนนี้จะยังดำเนินการในเวลาจริง
ข้อมูลที่ได้จากการฉายแสงเลเซอร์ลงบนแถบพื้นผิวในขั้นตอนประมวลผล intraframe พร้อมกับความเร็วของการเคลื่อนไหวแถบ ช่วยให้การคำนวณของการฟื้นฟูผิว 3 มิติของแถบสุด
อัตราซื้อกล้องของระบบตรวจสอบเรียบถูกปรับปรุงโดยอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับความเร็วในการเคลื่อนย้ายแถบงาน ความเร็วของแถบวัด โดยตัวเลเซอร์ผิว velocimeter มีอุปกรณ์ออปติคอลสำหรับวัด noncontact ของ 1 D ผิวตะกอน
วัดความยาวของเส้นใยที่ส่วนถาวรระยะยาวของแผนที่พื้นผิว 3 มิติเป็นงานหลักที่จำเป็นสำหรับการคำนวณความเรียบของแถบ คำนวณความยาวของเส้นใยแต่ละใน interframe ขั้น การประมวลผล เมื่อระยะ intraframe ได้ให้ตำแหน่งของเส้นใยในฉากแต่ละรูปที่ประมวลผลในช่วงรวม คำนวณความยาวโดยใช้เทคนิคการรวม ตามทั้งรูปความสูงของเส้นใยระหว่างภาพต่อเนื่องและความเร็วของแถบในขณะที่ย้ายตามสายการผลิต กำหนดโดย

L j อยู่ที่ประมาณจากการคำนวณความยาวของเส้นใย f j h j ฉันเป็นความสูงของเจ f ใยวัดในกรอบฉัน t ฉันจะประทับเวลาเมื่อเฟรมที่ฉันถูกนำ ผมเป็นค่าเฉลี่ยความเร็วของแถบระหว่างเฟรมผมและ i−1 และ n คือ จำนวนเฟรมที่สูงในช่วงรวม รูปที่ 14 แสดงไดอะแกรมแสดงประมาณดำเนินในเทคนิคนี้รวม
F14:


ประมาณความยาวของการรีดผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์
เมื่อคำนวณความยาวของเส้นใยแต่ละคืนในช่วงเวลารวมทั้งหมด ระบบไม่สามารถที่จะคำนวณโพรไฟล์เรียบของแถบแสดงหน่วยใช้ Eq. 1 คอมพิวเตอร์เรียบโปรไฟล์สำหรับแต่ละช่วงรวมของแถบทำให้การคำนวณแผนที่เรียบแถบทั้งหมดได้ (ดู Fig. 6) .

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

เรียบรายละเอียดการคำนวณ
ฟื้นฟูผิวสามมิติของผลิตภัณฑ์เหล็กแผ่นรีดโดยใช้สแกนเนอร์กรีดเกี่ยวข้องกับสองขั้นตอนที่แยกต่างหาก: อินทราเฟรมและการประมวลผล Interframe เมื่อกรอบที่ได้ประมาณการของแถบเลเซอร์ลงบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ได้มาก็จะต้องดำเนินการเพื่อตรวจสอบรายละเอียดของพื้นผิว เพื่อจุดประสงค์นี้การประมวลผลเฟรมภายในถูกแบ่งออกเป็นสามงานหลัก งานแรกประกอบด้วยการสกัดแถบเลเซอร์จากภาพและการคำนวณรายละเอียดแถบที่แสดงในภาพระบบพิกัด งานที่สองแปลจุดของแถบตรวจพบแต่ละที่จะได้รับรายละเอียดของพื้นผิวที่แสดงเป็นพิกัดโลก งานที่สามเกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์การติดตามเพื่อชดเชยผลกระทบจากการเคลื่อนด้านข้างที่มีขนาดเล็กในขณะที่แถบจะถูกประมวลผล รูปที่ 13 แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการดำเนินการโดยขั้นตอนการประมวลผลเฟรมภายในเพื่อคำนวณตำแหน่งของเส้นใยของแถบสำหรับแต่ละเฟรม
F13: การคำนวณรายละเอียดพื้นผิวเรียบ (ก) ขั้นตอนการประมวลผล Intraframe และ (ข) การประมวลผล Interframe ขั้นตอนที่ได้ ที่มีอยู่ขั้นตอนการประมวลผลอินทราเฟรมในระบบการตรวจสอบเรียบที่เสนอจะขึ้นอยู่กับทั้งสองวิธีการสกัดแถบเลเซอร์เสนอในบทความนี้และขั้นตอนการสอบเทียบกล้องอธิบายไว้ข้างต้น การแปลระหว่างระบบการประสานงานจะดำเนินการโดยวิธีการของตารางการค้นหาคำนวณในระหว่างการสอบเทียบกล้อง ขั้นตอนนี้จะดำเนินการในเวลาจริงขั้นตอนการประมวลผล Interframe ต้องใช้วิธีการทางอ้อมที่จะได้รับ 3 มิติพื้นผิวแถบแผนที่เพราะมีข้อมูลเกี่ยวกับความยาวของเส้นใยในรายละเอียดพื้นผิวที่ไม่มี แผนที่พื้นผิวแถบก็จะใช้คำนวณความยาวของเส้นใยในช่วงการรวมกันทำให้มันเป็นไปได้ที่จะ comptute โปรไฟล์เรียบเมื่อแถบที่มีการย้ายไปข้างหน้าด้วยความยาวที่สอดคล้องกับช่วงเวลาการรวมขั้นตอนการประมวลผล Interframe ต้องสร้าง 3 พื้นผิว -D ของแถบในช่วงเวลานี้ในการที่จะคำนวณรายละเอียดเรียบใหม่ รูปที่ 13 แสดงให้เห็นถึงขั้นตอนการดำเนินการโดยขั้นตอนการประมวลผล Interframe สำหรับแต่ละช่วงเวลาการรวมกลุ่มของแถบ ขั้นตอนนี้จะดำเนินการยังออกในเวลาจริงข้อมูลที่ได้จากการฉายแสงเลเซอร์ลงบนผิวเปลือยอยู่ในขั้นตอนการประมวลผลเฟรมภายในร่วมกับความเร็วของการเคลื่อนไหวแถบทำให้การคำนวณ 3 มิติพื้นผิวฟื้นฟูของแถบ เป็นไปได้ที่อัตราการเข้าซื้อกิจการของกล้องของระบบการตรวจสอบความเรียบถูกปรับโดยอัตโนมัติขึ้นอยู่กับแถบความเร็วในการเคลื่อนที่ ความเร็วของแถบวัดได้โดยวิธีการของพื้นผิว velocimeter เลเซอร์อุปกรณ์แสงสำหรับการวัด Noncontact 1-D ความเร็วพื้นผิวการวัดความยาวของเส้นใยที่คงที่ส่วนยาว 3-D พื้นผิวแผนที่เป็นงานหลักที่จำเป็น สำหรับการคำนวณเรียบของแถบ ความยาวของเส้นใยแต่ละคำนวณในขั้นตอนการประมวลผล Interframe เมื่อเวทีอินทราเฟรมได้ให้ตำแหน่งของเส้นใยในฉากสำหรับประมวลผลในช่วงเวลาที่บูรณาการในแต่ละ ระยะเวลาที่มีการคำนวณโดยใช้เทคนิคการรวมกลุ่มขึ้นอยู่กับความสูงของทั้งสองรูปแบบของเส้นใยระหว่างภาพต่อเนื่องและความเร็วของแถบในขณะที่เดินไปตามสายการผลิตที่กำหนดโดยที่ L ญเป็นประมาณการคำนวณของความยาวของเส้นใย FJ ; HJI เป็นความสูงของเส้นใย FJ วัดในกรอบฉัน; TI เป็นเวลาเมื่อกรอบฉันถูกยึดไป UI เป็นความเร็วเฉลี่ยของแถบระหว่างเฟรมฉันและฉัน-1; และ n คือจำนวนของเฟรมที่สูงในช่วงการรวม รูปที่ 14 แสดงแผนภาพที่เป็นตัวแทนประมาณไปดำเนินการในเรื่องนี้เทคนิคการรวมF14: ประมาณความยาวของเส้นใยผลิตภัณฑ์รีดเมื่อความยาวของเส้นใยของแถบในช่วงเวลารวมทั้งในแต่ละคำนวณระบบสามารถที่จะคำนวณ รายละเอียดเรียบของแถบแสดงใน I-หน่วยโดยใช้สมการ 1 คอมพิวเตอร์รายละเอียดเรียบสำหรับแต่ละช่วงเวลาของแถบบูรณาการทำให้การคำนวณของแผนที่เรียบของแถบทั้งที่เป็นไปได้ (ดูรูปที่ 6).

ผลลัพธ์ (ไทย) 3:

ความเรียบโปรไฟล์การคำนวณ
สามมิติพื้นผิวการม้วนผลิตภัณฑ์โดยใช้สแกนเนอร์ที่เกี่ยวข้องกับสองขั้นตอน : กรีดแยก intraframe และการประมวลผล interframe . เมื่อกรอบประมาณการของเลเซอร์ลายลงบนพื้นผิวของผลิตภัณฑ์ที่ได้มา จะต้องดำเนินการในการตรวจสอบพื้นผิวของโพรไฟล์ เพื่อวัตถุประสงค์นี้การ intraframe การประมวลผลแบ่งออกเป็น 3 ภารกิจหลัก งานแรกประกอบด้วยการเลเซอร์ลายจากภาพคอมพิวเตอร์และแถบข้อมูลแสดงในระบบพิกัดของภาพ . งานที่สองแปลแต่ละจุดที่ตรวจพบแถบเพื่อขอรับรายละเอียดของพื้นผิวแสดงในพิกัดโลกงานที่สามเกี่ยวข้องกับซอฟต์แวร์การติดตามเพื่อชดเชยผลของการ displacements ขนาดเล็กในขณะที่แถบจะถูกประมวลผล รูปที่ 13 แสดงขั้นตอนที่ดำเนินการโดย intraframe ขั้นตอนการประมวลผลเพื่อคำนวณตำแหน่งของเส้นใยของแถบสำหรับแต่ละเฟรม f13 :



ความเรียบโปรไฟล์ของการคำนวณ : ( ) intraframe ขั้นตอนการประมวลผล และ ( b )
interframe ขั้นตอนการประมวลผลภาพไม่สามารถใช้ได้ .
การประมวลผล intraframe เวทีในการนำเสนอระบบการตรวจสอบความเรียบยึดทั้งเลเซอร์ลายวิธีสกัดที่นำเสนอในบทความนี้ และกล้องปรับแต่งขั้นตอนที่อธิบายข้างต้น แปลระหว่างระบบพิกัดจะดําเนินการโดยวิธีการของการค้นหาตารางคำนวณในการสอบเทียบกล้อง ขั้นตอนนี้จะดำเนินการในเวลาจริง .
การประมวลผล interframe เวทีต้องใช้วิธีทางอ้อมเพื่อให้ได้แถบสามมิติพื้นผิวแผนที่เพราะไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับความยาวของเส้นใยในผิวละเอียด แผนที่พื้นผิวแถบที่ใช้แล้วเพื่อคำนวณความยาวของเส้นใยในแต่ละช่วงเวลา การทำให้มันเป็นไปได้ที่จะ comptute
โปรไฟล์ของความเรียบเมื่อแถบได้ย้ายไปข้างหน้าโดยความยาวที่ต้องมีการประมวลผลรวมช่วง interframe เวทีต้องสร้างพื้นผิวสามมิติของแถบในช่วงเวลานี้เพื่อคำนวณรายละเอียดความเรียบใหม่ รูปที่ 13 แสดงขั้นตอนที่ดำเนินการโดยการประมวลผล interframe เวทีบูรณาการแต่ละช่วงของแถบ ขั้นตอนนี้จะดำเนินการในเวลาจริง .
ข้อมูลที่ได้จากแสงเลเซอร์ฉายลงบนพื้นผิวของแถบในการประมวลผล intraframe เวที พร้อมๆ กับความเร็วของแถบเคลื่อนไหว ทำให้การคำนวณพื้นผิว 3 มิติของการฟื้นฟูแถบที่เป็นไปได้ .
) อัตราของกล้องระบบตรวจสอบความเรียบจะถูกปรับโดยอัตโนมัติ ขึ้นอยู่กับความเร็วในการเคลื่อนที่แถบความเร็วของแถบวัดด้วยวิธีการเลเซอร์ผิว velocimeter , อุปกรณ์ออปติคอล สำหรับการวัดความเร็วของพื้นผิวภายใน noncontact .
วัดความยาวของเส้นใยที่คงที่ระยะยาวในส่วนของแผนที่พื้นผิว 3 มิติเป็นหลัก งานที่จำเป็นสำหรับการคำนวณความเรียบของแถบ ความยาวของแต่ละเส้นใยที่ถูกคำนวณในการประมวลผล interframe เวทีเมื่อ intraframe เวทีได้ให้ตำแหน่งของเส้นใยในฉากแต่ละภาพที่ประมวลผลในการบูรณาการ ช่วง ความยาวจะคำนวณโดยใช้เทคนิคบูรณาการตามรูปแบบทั้งความสูงของเส้นใยระหว่างภาพติดต่อกันและความเร็วของแถบในขณะที่ย้ายไปตามสายการผลิต กำหนดด้วย

ที่ L J คือการคำนวณการประมาณความยาวของเส้นใย f j ; H J ฉันคือความสูงของไฟเบอร์ F J วัดในกรอบผม ; ผมไม่ได้มีเวลาเมื่อกรอบผมถ่าย ; u ฉันคือความเร็วเฉลี่ยของแถบระหว่างเฟรมผมและ− 1 ; และ n คือจำนวนเงินทั้งหมดของภาพสูง ในการรวมผลรูปที่ 14 แสดงแผนภาพแสดงการประมาณค่าดำเนินการในเทคนิคการบูรณาการนี้
f14 :


ประมาณความยาวของเหล็กแผ่นรีดผลิตภัณฑ์ไฟเบอร์ .
เมื่อความยาวของเส้นใยของแต่ละแถบในช่วงการบูรณาการทั้งคำนวณ ระบบสามารถคำนวณความโปรไฟล์ของแถบที่ใช้แสดงใน i-units อีคิว 1การคำนวณโปรไฟล์สำหรับแต่ละช่วงของการแบนแถบทำให้การคำนวณของความเรียบแผนที่ทั้งแถบที่เป็นไปได้ ( ดูรูปที่ 6 ) .