钢坯的检测识别和语音播报

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基于机器视觉为支撑的钢坯字符识别方法

《工业控制计算机》2019年第32卷第6期“智能制造”在生产流程上的体现就是人工的少干预甚至是零干预,而运用机器视觉代替人眼,自动识别钢坯字符,是“智能制造”在钢铁冶金行业应用的成功体现。

钢坯字符自动识别是指利用机器视觉相关技术,自动抓到钢坯图像,识别批次号,并将批次号与数据库数据进行比对,将识别结果再反馈回数据库,实现生产数据的完整跟踪与生产的三级管控。

钢坯生产线存在环境复杂、光照环境变化,钢坯字符的成像背景复杂、钢坯字符残缺等因素的影响,给机器视觉识别增加了难度。

此外,人工识别的低效性,严重影响物流管理中的钢铁钢坯跟踪的自动化水平和企业生产系统的完善。

本方法所要解决的问题是提供一种钢坯字符自动识别方法以及自动与MES 中当前钢坯号进行匹配,最终自动写入钢坯跟踪系统。

1相机和镜头选择相机和镜头的选择主要取决于三个要素:1)被测钢坯与相机的距离,以及钢坯的高度与宽度。

2)相机所处位置与钢坯被检测字符中心线所处位置角度。

相机位置与钢坯字符中心线位置位于同一水平垂直面是最好的摄图像位置。

3)相机工作距离,即相机的焦距。

如果表示焦距的数字越小,那就说明这只镜头的焦距越短;而这只镜头的视野会越宽广,取景范围也越广。

因为取景范围更广,所以就能将更多的元素拍入镜头中,只是每个元素在画面中占的面积会变小。

如果表示焦距的数字越大,那就说明这只镜头的焦距越长;而这只镜头的视野就会越窄,取景范围也越窄。

因为取景范围窄,所以拍入镜头的元素就少,只是每个元素在画面中占的面积会很大。

2光源选择在视觉系统中图像是核心,选择合适的光源能够呈现一幅好的图像,能够简化算法,提高系统稳定性。

一幅图像如果曝光过度则会隐藏很多重要的信息:图像光照不均会导致一幅图需要选择几个阈值,光线太暗光导致图片噪声增加,出现阴影会引起边缘误判。

因此要保证有较好的图像结果,就必须要选择一个合适的光源。

根据钢坯的形状以及待识别的字符长宽度特性,本方法适用条形光源。

钢坯检验、返修、判定规定

SW/11-58 钢坯检验、返修、判定规定编制：罗钢李晓芳张珏遂审核：谢集祥批准：成小军批准日期：2010年12月17日版本号：A受控状态：受控湖南华菱涟源钢铁有限公司生产质量管理中心钢坯检验、返修、判定的规定一、目的及时发现存在质量缺陷的板坯，防止有质量缺陷的板坯流入下道工序，避免由此造成的不合格钢卷进入市场引起质量异议，特制定本管理规定。

二、主要职责1、生产质量管理中心负责制定板坯质量检查的管理细则和板坯外观质量的判定、放行标准。

2、技术中心负责制定板坯修磨的具体操作规程。

3、质量检验中心负责板坯的质量检查、判定和放行标准的执行。

4、210转炉厂负责板坯质量的自检、下线板坯的吊运、取、送样、修磨等工作，并配合质量检验中心的相关工作。

5、2250热轧板厂负责板坯质量的反馈。

三、钢种分类及检查1、一般的普碳钢、低牌号的品种钢、中碳高强钢、耐磨钢、镀层产品Q235B、Q235C、Q345C/D/E、Q235q、Q345XJ、SPHC、SPHD、SPHDR、SPHE、B/L245/L245MB、X42/L290/L290MB 、08AL 、SS400、S355J2、A36-LCB、SS400-LCB、H40、65Mn、50Mn2V、30CrMo、NM360、NM400、NM500、SGCC、SGCD、DX51D+AZ、DX51D+Z、DX52D+Z、DX52D+AZ、DX53D+AZ⑴、检查方式：在线外观质量检查、抽检（包含火焰吹扫检查、视频监控、红外线探伤）⑵、检查内容：①、在线外观质量检查；②、在线抽检，主要检查板坯的外观质量和内部质量。

常规钢种主要进行硫印（质检中心）、低倍酸蚀检验（质检中心）；品种钢要求进行硫印（质检中心）、低倍酸蚀检验（质检中心）、表面与内部缺陷分析(技术中心)、铸坯原位分析（技术中心）、低倍组织分析（技术中心）。

⑶、检查要求：①、在线检查时，发现存在肉眼可见的外观质量缺陷的板坯要下线检查，达到放行标准的板坯要求三天内必须安排上线，需进行修磨的板坯由210转炉厂及时进行修磨；②、以上的抽检钢种，质量检验中心每个浇次至少抽检一块，要求进行随机抽取。

钢坯横截面积的在线检测方法

钢坯横截面积的在线检测方法引言钢坯的横截面积是钢铁生产过程中一个重要的参数，对于保证产品质量和生产效率具有关键作用。

传统的横截面积检测方法通常需要将钢坯取样并进行离线检测，这种方式不仅费时费力，还容易造成生产线的停机。

因此，研究和开发一种钢坯横截面积的在线检测方法具有重要的意义。

本文将介绍一种基于图像处理技术的钢坯横截面积在线检测方法。

该方法利用高分辨率相机对钢坯进行拍摄，通过图像处理算法提取出钢坯的边缘轮廓，并根据轮廓的尺寸计算出横截面积。

本文将从图像采集、图像处理和横截面积计算三个方面对该方法进行详细介绍。

图像采集钢坯横截面积的在线检测首先需要获取钢坯的图像。

为了保证检测结果的准确性，应选择高分辨率的相机进行拍摄。

同时，为了适应生产线的高速运转，相机的拍摄速度也需要达到一定的要求。

在图像采集过程中，还需要注意光照条件的控制。

过强或过弱的光照都会对图像的质量产生不利影响，因此应选择适当的光照强度和光源位置。

图像处理获取到钢坯的图像后，需要对图像进行处理以提取出钢坯的边缘轮廓。

常用的图像处理算法包括Canny边缘检测算法、Sobel算子等。

这些算法可以帮助我们准确地提取出钢坯的边缘信息，为后续的横截面积计算奠定基础。

在图像处理过程中，还需要考虑去除图像中的噪声。

噪声会干扰边缘检测的结果，因此应采用适当的滤波算法对图像进行平滑处理，以减少噪声的影响。

横截面积计算通过图像处理算法提取出钢坯的边缘轮廓后，可以根据轮廓的尺寸计算出钢坯的横截面积。

常用的计算方法包括多边形面积计算、轮廓积分等。

这些方法可以根据钢坯的实际形状和边缘信息，准确地计算出横截面积。

为了提高计算的准确性，还可以对计算结果进行校正。

校正的方法包括利用已知标准样品进行比对、对计算结果进行平均等。

实验与结果为了验证所提出的钢坯横截面积在线检测方法的有效性，我们进行了一系列的实验。

实验中，我们选择了不同形状和尺寸的钢坯进行拍摄和检测，得到了一系列的图像和横截面积数据。

钢坯检验工作总结

钢坯检验工作总结
钢坯是钢铁生产中的重要原材料，其质量直接影响着后续产品的质量和性能。

因此，钢坯的检验工作显得尤为重要。

经过一段时间的检验工作，我们对钢坯检验工作进行了总结，以期能够更好地提高检验工作的效率和准确性。

首先，我们对钢坯的外观进行了详细的检查。

通过目视和手摸，我们能够初步
判断钢坯的表面是否平整、无裂纹和凹陷，以及是否存在明显的氧化和锈蚀。

这一步骤的目的是为了排除明显的表面缺陷，确保钢坯的质量符合要求。

其次，我们对钢坯的尺寸进行了精确的测量。

通过使用测量工具，我们能够准
确地测量钢坯的长度、宽度和厚度，以及各个部位的直径和圆度。

这些尺寸数据对于后续的加工和使用具有重要意义，因此我们必须确保测量结果的准确性和可靠性。

另外，我们还对钢坯的化学成分进行了分析。

通过取样和化验，我们能够得知
钢坯中各种元素的含量，如碳含量、硅含量、锰含量等。

这些数据对于确定钢坯的材质和性能具有决定性的影响，因此我们必须确保取样的代表性和化验的准确性。

最后，我们对钢坯的内部进行了无损检测。

通过超声波探伤和磁粉探伤等技术
手段，我们能够检测钢坯内部的裂纹、夹杂和气孔等缺陷。

这些内部缺陷对钢坯的质量和使用安全具有重要影响，因此我们必须确保检测结果的可靠性和准确性。

通过以上的总结，我们发现钢坯检验工作中存在一些问题和不足，如检验设备
的老化和精度不够、检验人员的技术水平和经验不足等。

因此，我们将进一步加强对检验设备的维护和更新，加强对检验人员的培训和考核，以期能够提高钢坯检验工作的质量和效率，确保生产出更加优质的钢材产品。

钢坯端面字符识别方法研究的开题报告

钢坯端面字符识别方法研究的开题报告一、研究背景和意义随着钢铁行业的发展，钢材的质量和标准变得越来越严格，而钢坯的端面字符信息是衡量钢材质量的一个重要指标，对于保证钢材质量和安全使用具有重要作用。

目前，钢坯的端面字符一般采用人工识别的方式，效率低、误判率高，且容易受环境、光照等因素影响。

因此，建立一种可靠的钢坯端面字符自动化识别方法具有重要意义。

二、研究内容和技术路线本研究旨在建立一种高效、准确的钢坯端面字符自动化识别方法，包括以下研究内容：1. 钢坯端面字符集的构建：根据实际应用需求，构建能够涵盖所有可能出现的字符的钢坯端面字符集。

2. 钢坯端面字符图像获取：采用高清相机或扫描仪等设备对钢坯端面进行图像获取，确保获取的图像清晰、无噪声。

3. 钢坯端面字符图像预处理：采用图像增强、滤波等方法对采集的钢坯端面字符图像进行预处理，提高图像质量。

4. 钢坯端面字符识别方法研究：采用机器学习、深度学习等方法研究钢坯端面字符的自动化识别算法，建立识别模型。

5. 钢坯端面字符识别系统实现：针对上述方法研究成果，开发具有良好实用性的钢坯端面字符识别系统。

三、研究预期结果和可行性分析本研究预期结果是建立一种高效、准确、稳定的钢坯端面字符自动化识别方法，并开发出可供实际应用的识别系统。

通过实验和数据处理，综合比较各种方法的性能，进一步提高钢坯端面字符自动化识别技术的准确性和可靠性。

钢坯端面字符自动化识别技术在钢材加工和质量监控领域具有广阔应用前景，同时也是实现工业自动化的重要手段。

本研究的可行性较高，可通过实验验证和数据分析进行进一步的完善和改进，具有一定的实用价值。

四、研究进度安排项目时间计划为两年，初步工作安排如下：第一年：1. 钢坯端面字符集的构建；2. 钢坯端面字符图像获取及预处理方法研究；3. 钢坯端面字符识别方法的研究和试验；第二年：1. 钢坯端面字符识别系统实现；2. 对系统性能进行测试和验证；3. 完成论文撰写和答辩。

钢厂钢坯批次号识别系统设计

本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
学位论文作者签名：张小军
钢铁厂钢坯批次号识别系统设计
摘要
字符识别是计算机视觉最成功的应用之一。字符识别在各种 OCR 系统，车牌识别系统，集装箱号识别系统等中都起着重要的作用。钢坯批次号识别也是字符识别的应用之一。钢厂批次号识别指在轧钢厂中，利用计算机视觉相关技术，自动抓取钢坯图像，识别批次号。在轧钢厂中，出于提高自动化程度，降低工人劳动强度的需要，有必要建立钢坯批次号自动识别系统。钢坯批次号用来标识钢坯的生产炉次，生产日期等等。用该批次号可以跟踪钢坯的生产运输全过程。本文是在钢铁厂的相关项目背景下进行的相关系统的研究设计。本文比较了车牌识别和钢坯批次号识别的相似之处和区别，之后提出了解决方案的整体框架，然后详细研究了钢坯批次号识别中三个关键技术：二值化，字符分割和字符识别。本文首先探讨了不同的全局阈值二值化方法和局部自适应二值化方法，根据钢坯批次号的特点，提出了全局 otsu 阈值化和 Niblack 阈值化相结合的二值化算法。之后又考察了常用的两种字符分割算法，投影量分析和连通域分析。在讨论了两者优缺点的基础上，提出了在投影量分析
因上述原因现在需要以字符识别系统代替板坯辊道跟踪系统字符识别系统应与os储区管理系统进行数据交换通讯当板坯切割完成后到达下料垛板台时板坯识别系统在获得板坯在辊道中的信号和板坯号队列实时采集板坯号样本进行处理识别通过di系统上传板坯储位信息
上海交通大学硕士学位论文钢厂钢坯批次号识别系统设计姓名：张小军申请学位级别：硕士专业：模式识别与智能系统指导教师：胡福乔 20090101

生产线复杂场景钢坯检测识别的定位方法研究

ｃｍｐｅｅｌｃｔｎｐｅｉｅｙｉａｏｓｂｌｔｈａｔｒｓｒｎｆｃｍｐｅｃｎｄｈｓｂＲｒｓｂｌｙａｄａｃｒｃｈｏｌｔｏａｉｒｃｓｌｎｖｒｕｉｅａｃｅｔｇｏｏｌｘｓｅｅａａｅｅｔｉｉｃｕａｙｔａｏｉｌｃｒｉｎａｔｎｎ
ｔｅｔｄｔｎｌｒｊｃｏｃｔｎｍｅｏ，ｎｌｅｅｏａｉｎｐｏｌｏｉｅａａｔｔｎｎｃｍｐｅｃｎ，ｄｈａｉｏａｐｏｅｔｒｏａｉｔｄａｄｓｖｃｔｒｂｅｆｌｔｈｃｅｓｉｇｏｏｌｓｅｅａｒｉｌｏｈｏｔｌｏｈｍｂｌｃｒｒｒｘｎ
针对这些问题，为了从复杂场景中捕获目区域，本文提出利用ＭｅｎＳｉ算法抑制背景，采用逐级标ａｈｔｆ
滤波聚类方法自适应区分兴趣区域和非兴趣区域。其次，对提取的候选区域建立定量模型，加入统计决策
算法完成筛选。研究结果表明，本文定位方法在生产线复杂场景中有着更好的稳定性和准确性，解决了复
ａａｔｅｙｆｒｆｉｇｔｅｃａａｔｒｓｒｎｎｅｅｔａｅ．ｅｅｐｒｍｅｔｌｒｓｌｈｗｈｔｔｅｌｃｔｎｍｅｈｄＣｄｐｉｌｏｍｄｎｈｃｅｔｇｉｔｒｓａＴｈｘｅｖｈｒｉｒｉｎｅｕｔｓｏｔａｈｏａｉｔｏａａｓｏｎ
Ａｂｔａｔｎｔｅｐｏｕｔｎｐｏｅｓｏｉｅｅｅｔｎａｄｒｃｇｉｏ，ｏｔｃｕａｅｙｄｔｒｎｈｒｃｅｔｎｓｒｃ：Ｉｈｒｄｃｉｒｃｓｆｂｌｔｄｔｃｉｎｅｏｎｔｎｈｗｏａｃｒｔｌｅｅｍｉｅｃａａｔｒｓｉｇｏｌｏｉｒｔｒｅｏａｉｎａｈｎｆｉｅｒｍｈｏｌｘｉｕｎｔｎｓｅｅｉａｋｙｔｃｎｃｌｒｂｅ．ｎｏｄｒｏｓｌｅｔｉａｇｔｃｔｔｅｅｄｏｌｔｆｏｔｅｃｍｐｅｌｍｉａｉｃｎｓｅｅｈｉａｏｌｍＩｒｅｏｖｈｓｌｏｔｂｌｌｏｐｔｐｏｌｍ，ａｍｅｏｏｃｍｐｅｅｃａａｔｒｓｒｇｌｃｔｎｐｅｉｅｙｉｐｏｏｅ．ＴｈｓｍｅｈｄｃｎｉｔｆＭｅｎＳｉｒｂｅｔｄｔｏｌｔｈｒｃｅｔｎｏａｉｒｃｓｌｓｒｐｓｄｈｉｏｉｔｏｏｓｓｓｏａｈｆｔｒｓａｎｃｍｐｅｃｎｍａｅｍｕｔｓａｅｓｇｎａｉｎｆｔｒｇａｄｃｕｔｒｎｒｃｓｉｇａｄｌａｔｓｕｒｓｔｉａｇｅｅｔｉｏｌｘｓｅｅｉｇ，ｒｌｔｇｅｍｅｔｔｌｉｉｏｉｅｎｎｌｓｅｇｐｏｅｓ，ｉｎｎｅｓｑａｅｒｎｌｍ

基于SVM的钢坯号自动识别算法

图4 灰度、二值化处理后图像
识别模块中需要的是每个字符的图像，所以要将钢坯号图像中的字符切割出来。即将字符串切割成单独的字符。本文所用的图像切割具体方法如下：
（1）建立二维图像oxy平面坐标系，其中：以x为横坐标、y为纵坐标，坐标的原点o处于图像的左下角；
（2）横向切割：将图像向y轴投影，取投影宽度最大的一段确定为字符横向切割的长度，并按此长度将图像进行横向切割如见图5、6所示：
中图分类号：TP39
文献标志码：A
0 引言
在钢铁厂生产钢坯的过程中，会在钢坯的一侧喷上特定的数字序列等符号以表示特定的批次，根据不同的批次规定了不同的生产工序，但是由于生产过程中不可避免的会发生装料错误，使得其他批次的钢坯混入生产线中，从而造成产品质量瑕疵。现有钢铁厂，一般是通过人工的方式来监视和检查钢坯号。但是这种方式不能满足现代化生产和管理的需要。所以需要一种针对钢坯号自动识别的字符识别系统。目前常用的字符识别方法有 BP 神经网络[1]方法和模板匹配[2]方法等。BP 神经网络存在网络结构难以确定、收敛速度较慢、过学习和欠学习以及局部极小等问题，不能满足钢坯号识别的实时性要求。同时，现场钢坯号图像存在大量噪声，并且由于气动、机械等原因使得钢坯号易出现断裂、畸变和粗细变化等问题。而模板匹配方法需要点与点之间的对应关系，所以模板匹配方法得不到良好的匹配结果。本文将提出一种基于支持向量机分类算法的方法对钢坯号进行自动识别。
频监控获取钢坯图像，将 SVM 的非线性分类算法和视感智能检测技术结合实现钢坯智能化监控，对气动、机械等原因引起
的断裂、畸变和粗细不均等钢坯号具有较好的识别能力。文章还对该算法与模板匹配方法、BP 神经网络方法进行了实验对
比，证实该算法对钢坯号识别具有较高的识别率。

重轨生产线钢坯字符识别方法

跟踪的目的．其工作原理如图２所示．
收稿日期：０２— ４— ７２１０２
基金项目：国家自然科学基金项目（０７２１６１５１）武汉市科技攻关项目（０８０２１４；北省自然科学基５９５１，１７０３；２０１３１６）湖
等．）２字符缺陷：钢坯字符存在字体变异、污损、字符信息微弱、迹模糊、字、连等现象，都增字断粘这加了钢坯字符切分的难度，终对钢坯字符的正最确识别提出了挑战．）线识别：了满足生产线３在为时实性的需要，钢坯字符识别速度以及识别算对法的鲁棒性、准确性与适应性提出了很高的要求．对于字符的识别，内外相关学者对相关理国论和方法都进行了广泛而充分的研究，且已初并
测识别钢坯端面的字符，没有形成对钢坯字符并
进行计算机自动识别的成熟技术．此急需钢坯因字符识别方法，以满足高速重轨生产线钢坯从炼钢到轧钢的支支跟踪需求，高生产率．由于武提但钢高速重轨生产线场景复杂，及钢坯号字符复以
后通过千兆网线传输给工业控制计算机，通过识别
步用于一些工业和生产领域，集装箱号识别、如车
牌识别、线Ｉ在ｃ卡码号识别、胎型号字符识轮别等实际应用环境中．由于上述生产线复但

钢坯质检操作流程

钢坯质检操作流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。

文档下载后可定制随意修改，请根据实际需要进行相应的调整和使用，谢谢!Download tips: This document is carefully compiled by theeditor. l hope that after you downloadthem,they can help yousolve practical problems. The document can be customized andmodified afterdownloading,please adjust and use it according toactual needs, thank you!钢坯质检操作流程：①取样：按照标准要求，在钢坯的特定部位切割样品，确保样品具有代表性。

②外观检查：检查钢坯表面有无裂纹、夹杂、折叠、重皮等缺陷，并记录尺寸是否符合预定规格。

③化学成分分析：利用光谱分析等方法测定样品的化学成分，如碳、锰、硅等含量，确保符合标准要求。

④金相检验：制备样品的金相切片，观察其微观组织结构，评估晶粒度、非金属夹杂物分布等。

⑤力学性能测试：进行拉伸、弯曲、冲击等试验，测定钢坯的强度、韧性、塑性等物理性能指标。

⑥特殊性能检验：根据需要，进行焊接性、淬透性、耐磨性等专项试验。

⑦记录与报告：详细记录每一步检测数据，编制质检报告，包括合格与否的判定及必要的建议。

⑧不合格品处理：对不合格钢坯进行隔离标识，分析原因，提出返工、报废或降级使用的处理意见。

⑨质量反馈：将质检结果反馈给生产部门，用于工艺调整与质量改进。

通过这一系列严格的质检流程，确保钢坯质量满足客户与行业规范要求。

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2014届毕业设计(论文)题目：钢坯的检测识别和语音播报专业班级：学号：姓名：指导教师：学院名称：2014年5月27日钢坯的检测识别和语音播报Billet’s Detection andRecognition and V oiceBroadcast学生姓名: 刘慧颖指导教师: 洪汉玉教授摘要在钢铁厂生产制造钢坯的过程中，会在钢坯的一侧喷上特定的数字序列等符号以表示特定的批次、种类，即钢坯批次号是用来标识钢坯的生产炉次，生产日期等等。

通过人工的方式来监视和检查钢坯号不能满足现代化生产和管理，钢铁行业要实现现代化发展。

用语音播报的方式可快速直观了解钢坯号的识别结果。

本文提出了基于AT89C51单片机的语音播报器的设计方案。

配合LCD240128液晶显示屏将得到的钢坯端面字符信息显示出来，并同时配合语音播报字符信息。

并且给出了用AT89C51单片机与LCD240128液晶显示屏构成的语音播报系统的硬件原理图和软件设计方法。

实现了语音播报和液晶屏显示钢坯端面字符信息的功能。

另外，本文还简要介绍了钢铁生产线上的钢坯通过触发光电控制系统的传感器装置产生控制信号，经去噪、降压、稳压等处理后，使该控制信号触发信息采集系统采集到钢坯端面的字符信息，由钢坯识别系统对所采集到的信息做二值化、去噪、滤波、定位等处理，得到钢坯端面字符信息。

关键词：语音播报；AT89C51单片机；钢坯识别；触发电路；LCD240128In the process of manufacturing billet in the steel plant,it will spray particular digital sequence symbols at the side of the billet to indicate the particular batch or type. That is to say the batch number of billet is used to identify billet’s production heats,production date,etc. It does not meet the standard of modern production and management by the artificial means to monitor and check the number of billets. The steel industry has to achieve modernization. The way of voice broadcast can help quickly understanding the recognition results of biller number.This paper presents a design of a voice broadcaster based on AT89C51 micro-controller. With the help of LCD display of LCD240128,it will display the character of the billet’s face. Meanwhile, it will broadcast the character information. This artical also give the voice broadcast system’s hardware schematics and the method of software design which composes of AT89C51 micro-controller and LCD240128 display. Finally achieve the function of voice broadcast and LCD display the character information of the billet’s end face.In addition,this artical also take a brief introduction of the steel billet on the production line, which produces control signals by the means of triggering the sensor device of photoelectrical control system. After the processing of de-noising,buck and regulation, it will make the control system trigger data acquisition system so that the system would get the character information of the billet’s end face. The billet identification system will process the the information with making binarization,noise reduction,filtering location and so on, then it will get the character information of the billet’s end face.Keywords:V oice Broadcast; AT89C51 Micro-controller; Billet Identification; Trigger Circuit; LCD240128 Display摘要 (I)Abstract............................................................................................................................................................ I I 第一章绪论.. (1)1.1 课题背景及意义 (1)1.2 本课题在国内外研究概况及存在问题 (2)1.3 本设计的主要任务和要求 (2)第二章钢坯端面字符的的识别方法 (3)2.1 钢坯图像二值化 (3)2.2 字符切割 (5)2.3 字符特征提取 (6)2.4 字符识别 (6)第三章钢坯识别触发电路 (8)3.1 光电传感器的选择 (8)3.2 摄像机部分说明 (11)3.3 控制器的设计 (14)第四章钢坯识别结果的语音播报电路 (16)4.1 总体设计方案 (16)4.2 元件的选型 (17)4.3 Protel 99se介绍 (21)4.4 硬件电路的设计 (22)4.5 软件设计 (26)第五章实验结果 (27)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录 (33)第一章绪论1.1 课题背景及意义钢铁工业系指生产生铁、钢、钢材、工业纯铁和铁合金的工业，是世界所有工业化国家的基础工业之一，也是发展国民经济与国防建设的物质基础。

经济学家通常把钢产量或人均钢产量作为衡量各国经济实力的一项重要指标。

2013年1-6月，全国累计生产粗钢3.9亿吨，同比增长7.4%，增速较去年同期提高5.6个百分点。

前6个月，粗钢日均产量215.4万吨，相当于年产粗钢7.86亿吨水平。

其中，2月份达到历史最高的220.8万吨，3-6月份虽有回落，但仍保持在210万吨以上较高水平[1]。

随着世界经济和科学技术的发展，对钢铁需求量日益增长，对钢材质量需求越来越高，加上资源条件的变化，生产技术不断发展。

在钢铁制造业中，为了实现质量管理和质量跟踪，要求对连铸车间生产的钢坯进行编号，把钢坯对应的连铸机号、炉座号、炉号、流序号以及表示钢坯生产时间的时间编号共同组成每块钢坯的唯一编号，适时的写在钢坯的表面。

在钢铁厂后续的检测过程或者客户使用过程中，若发现钢坯的质量问题，就可以根据其编号追踪到生产此钢坯的连铸机、炉座、炉号、流序号及时间等重要信息，及早发现并解决生产设备中存在的问题。

但是由于生产过程中存在潜在的错误，可能会发生装料错误，使得其他批次的钢坯误入规定的生产线中，从而导致产品质量瑕疵。

一般的钢铁厂是通过人工的方式来监视和检查钢坯号，但是这种方法不能满足现代化生产和管理需要。

在轧钢厂中,如果能提高自动化程度,就会降低工人劳动强度的需要,所以有必要建立钢坯批次号自动识别系统。

但是在生产线场景复杂的条件下，钢坯端面字符的自动识别比简单背景的光学字符识别难度大。

由于受到钢坯端面粗糙不平、生产线环境复杂、温度高、光照环境变化，字符方位不确定等恶劣因素的影响使得生产线场景复杂条件下钢坯端面字符的自动识别与车牌号等识别在研究方法上有着本质的不同，复杂条件下字符识别是一个具有广泛应用价值的智能系统问题[2]。

钢铁产业的发展需要深入研究在复杂场景条件下钢坯端面字符自动识别中存在的科学问题与关键技术，解决技术难题，推动钢铁行业装备现代化的发展，进一步提高智能生产水平[3]。

问题的解决和突破对我过钢铁产业的智能生产提高有很好的促进作用，能产生巨大的社会和经济效应，同时在多学科交叉领域具有重大的现实意义和科学价值。

1.2 本课题在国内外研究概况及存在问题从目前语音技术的研究现态来讲，技术已经有了很大发展。

语音识别和语音合成技术是实现人机语音通信及建立一个有听和讲能力的口语系统所必需的两项关键技术。

使电脑具有类似于人一样的说话和听懂人说话的能力[4]。

在国外语音识别技术主要包含几个方面：语音控制、电子发声、连续语音识别、非连续语音识别和语音学习。

目前主要是在支持中英文，实现中英文混合识别问题上，存在一些障碍。

同时在识别大量词汇和个别发音方面还很难做到准确。

作为语音识别技术新方向的语音学习，它则要求人模仿标准发音，其面临的困难是如何衡量人模仿发的好坏。

语音合成技术是计算机“开口说话”的关键，现阶段语音合成的最大进展是已经能够实时地将任意文本转换成连续可懂的自然语句输出，相应技术通常称为文语合成或者文语转换（TTS）。

TTS使得数据通信和语音通信在终端一级实现交融，人们将有望在获取Internet 信息时，使短消息服务、电子邮件等多数以文本方式提供的信息也用语音的方式输出。

语音合成的主要功能是：根据韵律建模的结果，从原始语音库中取出相应的语音基元，利用特定的语音合成技术对语音基元进行韵律特性的调整和修改，最终合成出符合要求的语音。