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龍圖騰網(wǎng)獲悉太原科技大學(xué)申請的專利一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán)，本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識產(chǎn)權(quán)局授予，授權(quán)公告號為：CN116499801B 。

龍圖騰網(wǎng)通過國家知識產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-08-22發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉：該發(fā)明授權(quán)的專利申請?zhí)?專利號為：202310371191.1，技術(shù)領(lǐng)域涉及：G01N1/10；該發(fā)明授權(quán)一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置是由武迎春;邢津榕;黃莉;朱彥軍;黃國梁設(shè)計(jì)研發(fā)完成，并于2023-04-07向國家知識產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請。

本一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置在說明書摘要公布了：本發(fā)明一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置，屬于工業(yè)自動化檢測技術(shù)領(lǐng)域，該系統(tǒng)利用機(jī)械臂抓取冷卻池中的樣件，將待檢測樣件自動送入基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊中。缺陷檢測模塊通過條紋投影輪廓術(shù)獲得鋼水樣件的3D輪廓分布，并基于3D數(shù)據(jù)分區(qū)積分計(jì)算鋼水樣件體積，通過與標(biāo)準(zhǔn)樣件體積對比評價(jià)當(dāng)下取樣是否有效，該模塊結(jié)構(gòu)簡單，采用多幀投影、多幀采集、標(biāo)號識別的方式“控制”系統(tǒng)投影與采集時(shí)序的同步，沒有額外增加硬件時(shí)序控制單元，本發(fā)明提出的雙低頻指導(dǎo)高頻的相位計(jì)算方法用于鋼水樣件3D重建精度更高，采用多個不同缺陷程度的鋼水樣件對系統(tǒng)的魯棒性進(jìn)行評估，論證了所提系統(tǒng)的有效性。

本發(fā)明授權(quán)一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置在權(quán)利要求書中公布了：1.一種基于機(jī)器視覺系統(tǒng)的鋼水自動化取樣裝置，其特征在于：包括第一機(jī)械臂、自動托盤、冷卻水池、第二機(jī)械臂以及基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊，第一機(jī)械臂位于熔爐與自動托盤之間，冷卻水池位于自動托盤的一側(cè)且自動托盤翻轉(zhuǎn)后，鋼水樣件可落入冷卻水池中，第二機(jī)械臂位于冷卻水池和基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊之間； 第一機(jī)械臂上末端固定工業(yè)勺，自動托盤上設(shè)置有多個鋼水樣件模具，第一機(jī)械臂控制工業(yè)勺在熔爐內(nèi)取樣后倒入自動托盤的鋼水樣件模具內(nèi)，自動托盤設(shè)置有翻轉(zhuǎn)裝置，自動托盤翻轉(zhuǎn)后將鋼水樣件倒入冷卻水池中，第二機(jī)械臂的末端安裝機(jī)械手，第二機(jī)械臂控制機(jī)械手抓取冷卻水池中的鋼水樣件送至基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊； 本裝置的具體工作過程如下： 步驟1將未安裝抓取工具的機(jī)械臂末端固定工業(yè)勺，并利用定位技術(shù)將機(jī)械臂末端移至熔爐灶口區(qū)域，設(shè)定其關(guān)節(jié)動作將少量鋼水取出；之后定位樣件模具凹槽區(qū)域中心，移動并設(shè)定機(jī)械臂關(guān)節(jié)動作將取出的鋼水倒入模具凹槽中； 步驟2設(shè)定自動托盤一定時(shí)間后翻轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)將成型后的樣件倒入冷卻池中； 步驟3將冷卻池中的樣件利用機(jī)械臂定位抓取模塊，通過機(jī)器視覺識別技術(shù)定位后，控制安裝有機(jī)械手的機(jī)械臂至定位的樣件點(diǎn)，并給定動作信號實(shí)現(xiàn)樣件取出以及放置到之后的檢測工作臺操作； 所述機(jī)械臂定位抓取模塊，包括工作臺，機(jī)械臂以及CCD，CCD固定于機(jī)械臂末端，利用CCD拍攝工作臺中的鋼水樣件圖像，通過計(jì)算機(jī)處理實(shí)現(xiàn)抓取位置和抓取方向的獲取，并轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械臂對應(yīng)姿態(tài)信號進(jìn)行抓取； 首先對采集的目標(biāo)樣件圖像利用Canny算子處理以得到樣件的初級邊緣輪廓，然后將得到的邊緣輪廓依次經(jīng)過膨脹、填充處理得到樣件的上半?yún)^(qū)域，最后將得到的樣件上半?yún)^(qū)域與樣件整體區(qū)域進(jìn)行區(qū)域消除，得到的剩余區(qū)域作為樣件的下半?yún)^(qū)域，以下半?yún)^(qū)域的質(zhì)心作為目標(biāo)樣件的定位點(diǎn)； 偏轉(zhuǎn)方向利用“向量”有向線段的長度定義兩個像素點(diǎn)之間的關(guān)系，并結(jié)合數(shù)學(xué)上“角度”的概念作為當(dāng)前時(shí)刻樣件的姿態(tài)，分別選取上半?yún)^(qū)域選取擬合圓的圓心作為該區(qū)域的表征點(diǎn)，下半?yún)^(qū)域選取定位抓取點(diǎn)作為該區(qū)域的表征點(diǎn)，利用兩個表征點(diǎn)確定偏轉(zhuǎn)方向； 從機(jī)械臂末端固定的相機(jī)所拍攝圖像中的獲得的定位方向和偏轉(zhuǎn)方向后，利用攝像機(jī)標(biāo)定、手眼標(biāo)定技術(shù)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械臂基座坐標(biāo)系下的定位抓取點(diǎn)，指揮末端執(zhí)行器動作實(shí)現(xiàn)物體的定位與抓取； 步驟4將被檢測鋼水樣件放置于檢測工作臺后，利用基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊，通過條紋投影輪廓術(shù)獲取被測鋼水樣件的3D面型分布，并計(jì)算體積判斷樣件是否合格； 所述基于條紋投影的鋼水樣件缺陷檢測模塊，包括檢測工作臺，數(shù)字投影儀以及CCD，被檢測鋼水樣件放置于檢測工作臺，數(shù)字投影儀用于向檢測工作臺上投影多幀條紋，CCD用于連續(xù)采集多幀變形條紋圖，然后將采集的條紋集送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行選擇與時(shí)序還原，之后將有效條紋圖像進(jìn)行相位計(jì)算、相位展開、相位高度映射等算法重構(gòu)出樣件的3D面型分布；最后根據(jù)3D面型分布計(jì)算樣件體積判斷樣件是否合格；具體步驟如下： 步驟4.1將被測鋼水樣件放置于檢測工作臺后，利用數(shù)字投影儀將具有一定相移的多幀條紋圖組成的flash循環(huán)播放，其幀速度為20fps，控制CCD連續(xù)采集多幀變形條紋圖，CCD采集幀速度為30fps，采集持續(xù)時(shí)間定為2s，將采集后的條紋保存至內(nèi)存中； 步驟4.2將采集的條紋集送入計(jì)算機(jī)進(jìn)行標(biāo)號識別與排序，實(shí)現(xiàn)條紋的選擇與時(shí)序還原，之后將有效條紋圖像進(jìn)行相位計(jì)算、相位展開、相位高度映射重構(gòu)出樣件的3D面型分布； 步驟4.3將拍攝到的被測鋼水樣件圖像進(jìn)行有效底面積的選取，并結(jié)合得到的3D面型分布計(jì)算樣件體積判斷樣件是否合格。

如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù)，可聯(lián)系本專利的申請人或?qū)＠麢?quán)人太原科技大學(xué)，其通訊地址為：030024 山西省太原市萬柏林區(qū)窊流路66號；或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服，聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。