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1.1 选题的背景、目的和意义 钢板尺寸测量系统的设计是为了满足现代钢板生产工艺需求，板材生产线上精确的尺寸检测可以提高其命中率，实现良好的轧制和剪切[3]。实践表明，在测量钢板尺寸时其偏差每减少 1mm，钢板的成材率可以提升约 0.1%，可见采用先进的尺寸测量技术可以提高相关钢板加工企业的核心竞争力和经济收益[4]。传统的测量方法由于其测量的工作量、测量效率以及精度问题已被现代先进的测量技术所取代，诸如激光、红外、超声波等技术都得到了广泛的应用。基于机器视觉生产工艺理论、技术以及详细的实现方法已经逐渐走向成熟[5]，其已实现应用于零件尺寸测量中[6]，但是在大型的钢板的尺寸检测中还未实现真正的实际可行的高效的检测系统。 先进的技术在不断发展着，国内现有的生产线已经跟不上国外的板材生产工艺水平和国际标准。我国的经济发展必须要能够走出国门才能算是真正的发展，而作为最重要的钢材产业更加迫切的需要在国际市场上赢的核心竞争力。现今，许多国内厂家已经更新了自己的生产线以满足市场的需求，包括剪切设备和测量装置，而检测的精度和效率是高精度剪切装备成功运行的重要保证 [3]。作为本专业的研究领域，非常有必要设计出先进的钢板尺寸测量系统，突破现有的技术瓶颈，使其得以大范围的应用，带领我国钢铁企业走向世界先进水平的行列中。
1.2 尺寸测量的研究现状 CCD 是光电检测领域非常重要和常见的检测器件，在工业、商业、民用、军用、科研等领域都起到了巨大的作用。基于 CCD 的长度、宽度以及角度[7]的测量都是其各自系统中不可缺少的一部分。CCD 可以将连续的图像信息变换成离散的亮度信号，再将该亮度信号转换为计算机可处理的像素灰度信号，用 CCD 作为检测器件可以提高测量系统精度和分辨率。现阶段基于图像的尺寸测量研究现状如下： 1、多CCD 相机钢板长宽尺寸的测量 [8]。整个系统组成为：多 CCD相机、视频切换器、微机和数据终端。由图 1.1 可知，在剪切机前测量场的正上方放置面阵 CCD 相机，CCD 所输出的视频信号通过视频切换器传输到微机中进行图像的处理和预处理，并将所处理的结果反馈到数据终端以及显示器上。本系统中 CCD 相机的数目和测量场以及待测钢板尺寸的精度要求相关。该系统可以实现在钢板运动过程中对其进行动态监测其尺寸，并将尺寸信息实时通过相对应的反馈系统反馈给驱动钢板运动的电动机，控制其与剪切器的横向距离已实现高精度的剪切效果。该系统不用附加任何激光扫描机械结构，即可对板材的长、宽实时动态检测，实现高准确度的剪切。但是该系统的原理方程结构及其复杂、计算机处理时间长，而且设备的投资较大，没法对大部分部的钢铁企业普及。
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