应用分享 | 用于钢铁检测的360°全扫平台

钢铁行业作为国民经济的重要支柱产业，在全球化的背景下，在不断技术升级，提升自身的竞争力过程中，面临着前所未有的机遇与挑战。

当前钢铁行业存在产品质量检测手段，不能满足日益严苛的检测精度/检测速度/检测维度等方面需求的问题：

■检测精度需求达到亚毫米级别，为实现检测对相机成像精度和稳定性要求高；

■生产运行节拍快，为满足精度需求，图像采集的行频需求高；

■钢铁产品长度方向尺寸大，生产检测中要求，相邻帧图像采集延迟小；

■钢铁产品尺寸规格多，检测系统的搭建需适应不同规格产品的检测；

■检测维度多，产品缺陷可能出现位置随机，以及使用单个相机无法采集所有形位尺寸关联特征面；

■使用多个相机，各相机图像间坐标独立，并且图像采集时激光光源间易产生干涉，采集图像质量差；

解决方案

为帮助钢铁行业客户解决上述问题，使用SICK高速高精度Ranger3相机：

■SICK CMOS 传感器确保杰出的3D性能

■处理速度高达 154 亿像素/秒

■在全幅模式下以7 kHz的采样率扫描3D轮廓

■传感器分辨率可达 2,560 x 832 pixel

■符合 GigE Vision 和 GenICam

■3D、反射和散射光测量集于一台设备中

■可选外壳防护等级为 IP65/67 的工业外壳

基于Easy Ranger算法平台，开发了360°全扫平台，获取待检测物体表面完整图像，实现多台相机图像的拼接，还原物体完整形位特征。该算法平台具有以下优点：

1.速度快

使用Ranger3相机，独特的 CMOS 传感器可通过高速 3D 测量提高吞吐量，使检测平台具有高帧率、高精度的特点，在保证图像质量的同时，满足客户较高生产节拍的在线检测需求；

2.精度高

基于相机输出的高精度图像，使用Easy Ranger算法平台提供的高精度系统标定算法，完成各相机图像的实际位置映射与矫正，使得拼接后的图像准确还原真实物体完整表面状态，提高检测结果精度；

3.检测维度广

多个相机实时采集图像后拼接，实现待检测物体360°表面成像，基于拼接后图像的特征检测，解决了单个相机无法满足的多维度尺寸检测和完整表面缺陷检测，和多个相机图像坐标系不统一，无法获得关联特征准确位置关系的问题；

工字钢表面焊缝

工字钢表面锈蚀

4.适用场景多

平台可选用SICK一体式或分体式3D激光线扫相机，通过选择不同数量，型号或者不同相机配置（分体式）的相机，以适应客户检测场景的定制化需求，并配合丰富的系统标定方法，为不同应用提供最适合的解决方案，如下为系统标定方法：

5.可靠消除激光干涉方法

使用多相机同时采集图像，多个激光可能同时出现在同一个相机视野内，将会产生干涉，影响图像质量，为解决这一问题，SICK提供以下四种方法：

■激光频闪+曝光延时：设置相机的曝光延时参数，同时设置激光的频闪，使激光的点亮与相机曝光同步，避免相邻激光的干扰；

■不同颜色激光+滤波片：相邻相机使用不同颜色的激光，并在镜头前安装对应的滤波片，使相机仅能对各自匹配的激光进行感光成像，过滤其他颜色激光的干扰；

■激光共线安装：调整激光器的安装位置，使不同激光器发射出来的激光共线；

■激光错位安装+ROI限制：调整激光器的安装位置，使不同激光器发射出来的激光错位，并设置相机的ROI，使其仅对该相机对应的激光照射区域感光，屏蔽相邻激光的照射区域。

6.平台优势

本应用使用西克的Easy Ranger平台自主开发，同时提供软件的快速迭代以及技术服务支持。

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