一种钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法

本发明涉及板材缺陷检测，特别是指一种钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法。

背景技术：

1、在宽厚板、热轧、冷轧等板带类型钢材的生产过程中，会由于轧辊受损或粘连异物，使得在轧制过程中在钢材表面形成具备周期性质的缺陷。此类缺陷的产生相比于一般性缺陷具有更大危害性，不仅会使产品质量降级，同时也容易出现批量性问题，给企业带来巨大生产损失，需要及时进行检测定性并报警。

2、目前存在一些周期检测方法可以确定缺陷的周期。其中部分虽然具备检测周期的能力，但是需要较多数据的支持，因此在判定时有一定的延时滞后，导致检测不及时，影响实际的使用效果。还存在部分方法利用3点进行周期判定，可实现实时检测，但是由于参考的数据较少，容易出现误识别的问题，给人工判断带来干扰，增加了验证的难度。

3、综合来看现有技术中对于周期性缺陷的检测问题上还有较大的优化空间。

技术实现思路

1、本发明提供了一种钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法，以解决现有技术对于钢材缺陷周期性的检测存在延时滞后及容易出现误识别的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：

3、一方面，本发明提供了一种钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法，用于在钢材生产过程中，根据表面缺陷检测系统输出的钢材表面缺陷对应的缺陷信息，对所述表面缺陷检测系统检测出的钢材表面缺陷实时进行周期性判定；所述表面缺陷检测系统输出的缺陷信息被存储在内存缓冲区中；其中，所述缺陷信息包括：缺陷编号、缺陷类别、缺陷在钢材长度方向的位置坐标、缺陷在钢材宽度方向的位置坐标、缺陷长度、缺陷宽度、缺陷面积以及缺陷周期属性；其中，所述缺陷周期属性包括是否具备周期性的定义以及具体的周期值，当所述缺陷周期属性被定义为不具备周期性时，表示缺陷信息对应的钢材表面缺陷不具备周期性，当所述缺陷周期属性被定义为具备周期性时，表示缺陷信息对应的钢材表面缺陷具备周期性；各缺陷信息中的缺陷周期属性在初始时均被定义为不具备周期性；所述钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法包括：

4、接收表面缺陷检测系统输出的当前钢材表面缺陷对应的缺陷信息，并筛选出符合预设条件的历史缺陷信息，将筛选出的历史缺陷信息与表面缺陷检测系统输出的当前钢材表面缺陷对应的缺陷信息一起形成待拟合缺陷数据集合；

5、当所述待拟合缺陷数据集合中的缺陷信息的数量达到预设数量阈值时，对所述待拟合缺陷数据集合中的缺陷信息对应的钢材表面缺陷进行周期性判定；

6、将完成周期性判定的缺陷信息存储到内存缓冲区中，用于辅助后续新增缺陷的周期性判定，直到钢材的全部缺陷均完成周期性判定后将内存缓冲区清空。

7、进一步地，所述筛选出符合预设条件的历史缺陷信息，包括：

8、步骤1，以当前钢材表面缺陷在钢材长度方向的位置坐标为参考，筛选出在当前钢材表面缺陷前方预设长度范围内的钢材表面缺陷所对应的缺陷信息；

9、步骤2，以当前钢材表面缺陷在钢材宽度方向的位置坐标为参考，从步骤1得到的缺陷信息中进一步筛选出在钢材宽度方向上位置坐标与当前钢材表面缺陷位置坐标的距离在预设宽度范围内的钢材表面缺陷所对应的缺陷信息；

10、步骤3，以当前钢材表面缺陷的类别为参考，从步骤2得到的缺陷信息中进一步筛选出与当前钢材表面缺陷存在相似纹理类别的缺陷信息。

11、进一步地，对所述待拟合缺陷数据集合中的缺陷信息对应的钢材表面缺陷进行周期性判定，包括：

12、当所述待拟合缺陷数据集合中包含有具备周期性的钢材表面缺陷时，根据各具备周期性的钢材表面缺陷的周期值和当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷在钢材长度方向的位置坐标，判断当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷是否符合某一具备周期性的钢材表面缺陷所对应的周期规律；

13、若当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷符合某一具备周期性的钢材表面缺陷所对应的周期规律，则直接以此具备周期性的钢材表面缺陷的周期值作为当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷的周期值，并对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷对应的缺陷信息中的缺陷周期属性进行更新；

14、若当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷不符合任意一个具备周期性的钢材表面缺陷所对应的周期规律，则对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷进行周期拟合判定，以确定其是否具备周期性，并根据周期拟合判定结果对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷对应的缺陷信息中的缺陷周期属性进行更新。

15、进一步地，所述对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷进行周期拟合判定，包括：

16、在生产现场提供的预定周期范围内，按照预设的固定步长选择多个设定周期，并针对选择出的多个设定周期，依次采用各设定周期对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷进行周期拟合判定，以确定出所述待拟合缺陷数据集合中哪些缺陷信息对应的钢材表面缺陷具备周期性。

17、进一步地，所述依次采用各设定周期对当前待进行周期性判定的钢材表面缺陷进行周期拟合判定，包括：

18、对所有设定周期进行遍历，针对当前遍历到的设定周期执行以下步骤：

19、利用待拟合缺陷数据集合中各缺陷信息对应的钢材表面缺陷在钢材长度方向的位置坐标，计算出各钢材表面缺陷距钢材头部的距离信息，将各钢材表面缺陷对应的距离信息对当前遍历到的设定周期进行取余操作，得到对应的余数；

20、将各钢材表面缺陷对应的余数按照大小进行排序，得到余数序列，取所述余数序列中间段预设数量的数据，组成支撑数据集合；

21、计算所述支撑数据集合的方差，当所述支撑数据集合的方差小于预设方差阈值时，代表所述支撑数据集合存在周期性，此时记录当前遍历到的设定周期、所述支撑数据集合中包含的余数、所述支撑数据集合的方差以及所述支撑数据集合中的各余数所对应的钢材表面缺陷所对应的缺陷信息，作为备选集合；

22、在遍历完预定周期范围内的所有设定周期后，如果得到多组备选集合，则取多组备选集合中方差最小的集合作为周期确认集合，将周期确认集合中的各缺陷信息中的缺陷周期属性更新为具备周期性，并将周期确认集合中的设定周期作为对应缺陷周期属性中的周期值，然后对待拟合缺陷数据集合中的缺陷周期属性被定义为不具备周期性的缺陷信息所对应的钢材表面缺陷进行二次判定；

23、如果未得到备选集合，则各缺陷信息保留原始信息不变。

24、进一步地，所述对待拟合缺陷数据集合中的缺陷周期属性被定义为不具备周期性的缺陷信息所对应的钢材表面缺陷进行二次判定，包括：

25、统计周期确认集合中所有余数的均值；

26、逐一取需要进行二次判定的钢材表面缺陷，将其对应的距离信息对周期确认集合中的设定周期取余，将得到的余数与所述均值比较；

27、如果得到的余数与所述均值的差值的绝对值在预设差值阈值内，则认为当前进行二次判定的钢材表面缺陷具备周期性，将其对应的缺陷信息中的缺陷周期属性更新为具备周期性，并将周期确认集合中的设定周期作为其周期值；否则，认为当前进行二次判定的钢材表面缺陷不具备周期性，保持其缺陷信息不变。

28、进一步地，在判定当前钢材表面缺陷具备周期性之后，所述方法还包括：

29、对当前钢材表面缺陷的来源进行预测。

30、进一步地，所述对当前钢材表面缺陷的来源进行预测，包括：

31、依据钢材轧制过程中轧辊周长及相应的延展模型计算出不同轧辊产生缺陷的周期范围，将当前钢材表面缺陷对应的周期值与不同轧辊产生缺陷的周期范围分别进行比对，若当前钢材表面缺陷的周期值处于某个轧辊产生缺陷的周期范围内，则认为当前钢材表面缺陷为此轧辊产生，从而实现缺陷来源预测。

32、再一方面，本发明还提供了一种电子设备，其包括处理器和存储器；其中，存储器中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现上述方法。

33、又一方面，本发明还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行，以实现上述方法。

34、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

35、本发明提供的钢材缺陷周期性判定及周期拟合方法能够嵌入到钢材表面缺陷检测系统中，可对钢材表面缺陷检测系统实时检测得到的缺陷进行周期的定性分析，通过较为细密的拟合能够得到更加精确的周期值，同时通过合理的设计阈值能够兼顾判定的准确性和实时性，同时可以有效的排除干扰性缺陷的干扰，有效的减少了误判情况的产生，对于实时准确的控制周期缺陷的批量产生以及快速排查产生周期缺陷的原因有着积极作用，可以为企业减少生产损失。