一种多通道视频同步采集方案

摘要：针对镀锌生产线带钢振动检测问题，提出了一种通过多视频探头进行多截面视频同步采集的带钢整体振动检测方案。在每个测量截面处，利用激光垂直照射形成5个光斑，将摄像头与带钢表面成45°角布置，直接拍摄光斑阵列，对视频序列中的光斑位移进行分析，即可计算出各个光斑处的带钢振动。采集过程中，通过RS485总线发布同步信号，实现多截面视频采集的同步，且可保证近60m距离的同步可靠性。在同步报文中包含序列号，从而避免因以太网输延迟造成多采集模块数据匹配错误。在某镀锌生产线的现场试验证明该方案可行。
关键词：带钢振动检测；视频采集；同步；串行通信

镀锌生产过程中的带钢振动直接影响锌层厚度及均匀性，既降低产品质量，又导致锌液过度消耗，增加生产成本。无论是通过寻找振源从根本上消除振动，还是通过电磁铁等进行主动减振，都离不开振动的检测。为了保护带钢表面，不能采用任何接触式振动检测手段。目前比较常用的检测方案包括涡流探头和光学探头两类，前者为了达到所需要的量程，必须采用大直径的探头，系统造价颇高；后者在多截面测量时又存在多探头数据的同步问题。
探索切实可行的光学检测方案具有重要的现实意义和应用价值。本文介绍的方案以激光三角法测距原理为基础，通过RS485总线广播同步触发信号，实现了多截面振动的同步测量。

1 多截面振动检测系统总体方案
1．1 带钢整体振动检测方案
图1所示为镀锌生产线简图，要检测带钢的整体振动情况，必须检测多个截面的振动情况，具体取决于带钢振动的模式，以及允许布置探头的位置。图2所示为通过3个截面对带钢振动进行检测的系统方案，图中3段带钢表示的是同一条带钢上的3个部分。每个截面上通过激光器均匀的投射出5个等间的光斑，每个摄像头的视野必须覆盖它所对应的5个光斑，通过摄像机镜头后，这5个光斑在感光器件上成像，如果钢带振动，像的位置就会相应变化，每个光斑像的位移与带钢振动的对应关系可以通过三角法简单确定。图3所示为垂直于带钢且通过5个光斑的某个水平截面的光路图。