基于機(jī)器視覺(jué)的石油篩管割縫的缺陷在線監(jiān)測(cè)和控制技術(shù)研究.pdf

1、本文依托天津市帥超激光有限公司,針對(duì)石油篩管的割縫加工,研發(fā)出一套在線自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng),基于機(jī)器視覺(jué)圖像處理技術(shù),通過(guò)信息采集、圖像處理、相機(jī)標(biāo)定、畸變校正以及信號(hào)同步等手段,最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)篩管割縫的自動(dòng)在線高精度檢測(cè)。論文主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1.針對(duì)割縫的檢測(cè)要求——實(shí)時(shí)檢測(cè)、檢測(cè)精度20um(最高10um)、缺陷分類(lèi)——設(shè)計(jì)了一種基于機(jī)器視覺(jué)的在線檢測(cè)系統(tǒng):建立相機(jī)的采集模型,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)加工環(huán)境和檢測(cè)精度要求,設(shè)計(jì)圖像處理的算法流

2、程,并對(duì)影響精度的重點(diǎn)算法進(jìn)行分析和改進(jìn),提升系統(tǒng)的檢測(cè)性能。
　　2.通過(guò)對(duì)傳統(tǒng)的邊緣檢測(cè)算法進(jìn)行分析,綜合檢測(cè)的精度要求采用一種基于重心法的割縫邊緣亞像素提取方法,通過(guò)對(duì)割縫進(jìn)行邊緣粗定位、目標(biāo)區(qū)域分割、以及重心法提取特征點(diǎn)等算法實(shí)現(xiàn)了割縫的亞像素邊緣檢測(cè),保證了檢測(cè)的精度要求。
　　3.針對(duì)傳統(tǒng)的相機(jī)標(biāo)定方法,分析了相機(jī)的標(biāo)定原理和標(biāo)定精度,發(fā)展一種高精度的多Z值式相機(jī)標(biāo)定方法,通過(guò)對(duì)標(biāo)定中靶標(biāo)的精確移動(dòng),得到相機(jī)相對(duì)

3、位置的坐標(biāo)Z值;同時(shí)對(duì)靶標(biāo)中的標(biāo)定圓進(jìn)行亞像素級(jí)圓心檢測(cè),利用Canny算法對(duì)靶標(biāo)圓進(jìn)行邊緣粗定位,然后再粗定位邊緣上提取出6個(gè)圓上的像素點(diǎn)坐標(biāo),對(duì)坐標(biāo)點(diǎn)進(jìn)行最小二乘橢圓擬合,得到標(biāo)定板上的每個(gè)靶標(biāo)圓的亞像素圓心坐標(biāo),大大的提高了相機(jī)標(biāo)定的精度。
　　4.由于信息采集時(shí)相機(jī)的安裝位置和拍攝角度,割縫圖像出現(xiàn)“近大遠(yuǎn)小”的畸變現(xiàn)象,通過(guò)對(duì)畸變的形成原理進(jìn)行分析,采用一種基于滅點(diǎn)的透視投影畸變校正,通過(guò)對(duì)滅點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算,分別對(duì)X方向和