H型钢智能化轮廓检测缺陷数据集

推荐单位：长治市数据局

申报单位：首钢长治钢铁有限公司

一、背景

H型钢轮廓与表面缺陷检测是保障钢材出厂品质、匹配下游客户使用标准的关键工序。传统人工手电抽检、批量取样质检模式存在表面缺陷漏检率高、检测效率低下、打断连续化生产线等突出问题，成品打包后复检、不合格品拆包分选严重制约生产节奏。首钢长治钢铁中型H型钢产线硬件基础国内领先，但质检环节长期依赖人工，表面缺陷漏检频繁引发客户质量异议。企业采用校企联合方式与北京科技大学共同搭建搭建“光学成像-3D轮廓采集-AI缺陷识别-生产数据反馈”一体化技术体系，自主研发H型钢智能轮廓检测装置，同步构建钢材缺陷标准化数据集，实现型钢轮廓尺寸、表面缺陷全线自动化在线全检，推动钢铁制造智能化高质量升级。

二、方案和成效

一是自主研发检测装备，突破进口设备“卡脖子”难题。采用全国产光学成像、激光三角反射式自主技术路线，依托CCD摄像、三维点云采集、多维3D成像技术，攻克H型钢异形断面微小缺陷识别、轮廓尺寸动态精准测量技术难点，实现型钢外形、表面缺陷100%全自动在线检测。

二是落地二维缺陷识别+三维轮廓同步检测一体化方案。融合灰度图像缺陷识别、三维点云轮廓测量双技术，自动识别结疤、凹坑、凸起、裂纹等全部典型表面缺陷，缺陷检出率100%；同步实时采集型钢厚度、翼缘宽度等外形尺寸参数，彻底杜绝人工抽检漏检问题，检测综合效率大幅提升。

三是搭建缺陷样本数据库，建立AI模型持续迭代长效机制。采用持续自学习AI算法，自动采集生产过程缺陷图像并标准化处理，现已积累5万余张缺陷样本，建成行业专用缺陷标准化数据库；依托数据集训练高精度缺陷识别算法，缺陷综合识别准确率稳定96%以上。

三、创新点

一是全国产化软硬件一体化检测架构，设备全流程自主可控。自研光学成像系统、3D深度采集相机，实现检测装备软硬件国产化；CCD成像识别表面缺陷纹理，激光三角测量获取三维轮廓点云，同步输出缺陷类型、缺陷长宽高量化信息，适配复杂异形型钢断面检测场景。

二是二维视觉与三维轮廓融合同步检测技术。二维图像定位、识别缺陷种类，三维点云精准量化轮廓尺寸与缺陷深度，双系统协同联动，既解决复杂型钢断面微小裂纹识别难点，又实现动态在线尺寸精准测量。

三是产学研协同迭代长效优化机制。搭建钢材表面质检行业技术共享平台，持续扩充缺陷样本、迭代AI算法、优化硬件布局，3D深度相机由8台扩容至12台，不断提升测量精度与缺陷识别能力，形成“检测精度提升—反馈数据增多—算法持续优化—检测更精准”正向循环，为全国30余条同类型钢产线提供国产化可复制解决方案。