СТА 2/2010

должна принимать информацию о по ложении штанг от системы техничес кого зрения и на её основе выдавать (по специальному алгоритму останов ки) управляющие воздействия на при воды рольганга. Система управления остановкой проката, способная решать приведён ные задачи, была разработана и внед рена специалистами Нижнетагильско го металлургического комбината и ООО «Группа компаний АСК». А ВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ Известно немного систем техничес кого зрения, которые позволяют опре делять положение концов проката. Пример реализации такой системы по казан в работе [1]. Её принцип основан на получении на экране компьютера цифрового изображения горячего слит ка. Для позиционирования края слитка относительно выбранной точки роль ганга изображение с телекамеры прог раммно совмещают с предварительно формируемой координатной сеткой. Такая система упрощает работу опера тора, однако она не позволяет автома тически производить расчёт координат проката в реальном времени и поэтому не может поставлять данные в систему управления рольгангами. В соответствии с поставленной зада чей была разработана собственная сис тема технического зрения на основе оптических камер с линейными мат ричными фотоприёмниками. На рис. 2 показан внешний вид разработанной оптической камеры R3M. Эта камера позволяет определять координаты кра ёв объектов в режиме реального време ни. Она предназначена для работы в качестве самостоятельного контрольно измерительного прибора, а также в составе автоматизированных систем управления металлургическим произ водством. В состав камеры R3M входят опти ческий и электронный блоки. В опти ческом блоке располагаются объектив и линейный матричный фотоприём ник. Электронный блок содержит пла ты АЦП для оцифровки видеосигнала, блок питания и встроенный компью тер формата PC/104 (PCM 3350 фирмы Advantech). Схема и конструкция электронного блока во многом такие же, как у электронного блока оптичес кого измерителя скорости проката, представленного в работе [2]. Основ ные технические характеристики электронного блока представлены в табл. 1. На фотоприёмнике камеры с по мощью объектива формируется изоб ражение объекта. Пространственное распределение интенсивности излуче ния объекта на фотоприёмнике опре деляется как геометрическими харак теристиками оптической камеры, так и самим объектом. На рис. 3 показа но взаимное расположение камеры и объектов. Оптическая камера располагалась на расстоянии 40 метров от траектории движения штанг. На таком расстоянии ширина поля зрения камеры составила 15 метров. Длина штанг обычно нахо дилась в диапазоне от 6 до 12 метров, поэтому на практике оказалось, что максимально в поле зрения камеры по падают 4 края штанг. Фотография, представленная на рис. 1, сделана с места постоянного размещения каме ры, а рис. 4 показывает место размеще ния камеры на этапе испытаний. Изображение объекта после оциф ровки видеосигнала передаётся в ОЗУ встроенного компьютера в виде масси ва пиксельных амплитуд. Длина этого массива ( N ) соответствует количеству пикселов линейного фотоприёмника, а значение каждого элемента массива пропорционально освещённости соот ветствующего пиксела. На рис. 5 пока зан пример типичного массива пик сельных амплитуд ( A ). Краям изобра жений объектов, находящихся в поле зрения камеры, соответствуют резкие перегибы видеосигнала. В применён ном алгоритме полагается, что пик сельная координата края соответствует положению точки на видеосигнале, в которой первая производная имеет ло кальный максимум, превышающий по абсолютной величине некоторое за данное пороговое значение. На диаг рамме рис. 5 обозначены точки, соот ветствующие краям изображений объ ектов; в этих точках первая производ ная видеосигнала имеет локальные максимумы по абсолютной величине. СИС Т ЕМНА Я ИН Т Е Г РАЦИЯ / МЕ ТАЛЛУ Р Г ИЯ 23 СТА 2/2010 www.cta.ru Рис. 3. Взаимное расположение объектов и камеры Таблица 1 Основные технические характеристики электронного блока Температура объекта измерения, °С От 500 до 1000 Расстояние до объекта измерения, м От 2 до 100 Поле зрения L (на расстоянии 40 м), м Не менее 15 Точность измерения (на расстоянии 40 м), мм Не хуже 30 Количество обнаруживаемых краёв До 8 Темп выдачи информации, Гц 50 Тип интерфейса связи камеры RS 232/RS 485 Допустимая температура окружающей среды, °С От 0 до +50 Напряжение питания, В 220±10% Степень защиты IP45 Вес оптического блока, кг Не более 3 Размеры оптического блока, мм Не более 190 × 125 × 260 Рис. 4. Размещение оптической камеры при испытаниях Поле зрения камеры Штанга Штанга Оптическая камера © СТА-ПРЕСС