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Bildanalyse– und Schätzalgorithmen zur Bestimmung der Ovalität von Stahlcoils


 

Dipl.-Ing. Dr. Daniel Schleicher

Die Dissertation des Herrn Dipl.-Ing. Dr. Daniel Christian Herbert Schleicher wurde mit zwei Preisen ausgezeichnet, was eine besondere Anerkennung seiner wissenschaftlichen Arbeit darstellt.

Betreuer und 1. Begutachter:

Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Bernhard Zagar

2. Begutachter:

a.Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr. Josef Scharinger

Rigorosum:

12. Mai 2014

In der Stahlindustrie gelten höchste Qualitätsansprüche bei der Fertigung, Lagerung und Auslieferung von Stahlcoils.
Ein wichtiges Qualitätskriterium einer Stahlcoil ist unter anderem deren Rundheit.
Einleitend werden in dieser Arbeit Kennzahlen zur Beschreibung der Rundheit bzw. abweichend davon die Ovalität vorgestellt und eine Simulation des Elliptizitätsverlaufes einer Coil diskutiert.
Zur Bildaufnahme wurde eine entsprechende Software zur Steuerung einer AVT Firewire Kamera in C# entwickelt.

Mittels Bildverarbeitung werden Daten (bogenförmige Kurvensegmente; siehe Abbildung 1) extrahiert, aus denen mit dem eigens entwickelten Concentric Ellipse Fit Schätzer der Mittelpunkt (siehe Abbildung 2) und die Ovalität der Coil ermittelt werden.

Die Absicherung der Ergebnisse des Schätzers, mittels Kanatani Cramer-Rao Lower Bound und Monte Carlo Methode, zeigt, dass der Schätzer mit hochwertigen Eingangsdaten hervorragende Ergebnisse liefert.

Abbildung 1: Für die Beispiel-Coil sind die extrahierten Kurvensegmente und die Schätzergebnisse innen und außen eingezeichnet. Abbildung 2: Geschätzte Mittelpunkte und Ovalitäten der verschiedenen Schätzverfahren (gekennzeichnet durch verschiedene Farben) für die Beispiel-Coil.

Eine genaue Fehleranalyse zeigt die Einflüsse, die die Qualität der Eingangsdaten und somit der Schätzung beeinträchtigen.

Es zeigt sich, dass die maschinelle Unterstützung eine Entlastung für den Menschen ist und zuverlässige Resultate liefert.

Schlagwörter: Coil, Rundheit, Qualitätssicherung, Ovalität, Ellipse, Schätzung