基于主動(dòng)式全景視覺(jué)的管道內(nèi)表面缺陷檢測(cè)技術(shù)的研究.pdf

1、管道運(yùn)輸廣泛應(yīng)用于化工、能源、城市水暖供應(yīng)等諸多領(lǐng)域，是中國(guó)運(yùn)輸體系的重要組成部分。由于外力破壞、運(yùn)輸物侵蝕等原因，管道內(nèi)表面經(jīng)常出現(xiàn)裂縫、腐蝕、表皮脫落等諸多病害，定期對(duì)地下管網(wǎng)設(shè)施進(jìn)行結(jié)構(gòu)性和功能性檢測(cè)與評(píng)估，是保證運(yùn)輸過(guò)程安全可靠的關(guān)鍵。
　　管道缺陷檢測(cè)要解決兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題:管道內(nèi)壁紋理圖像的快速獲取以及缺陷的特征提取與識(shí)別。目前，人工目檢是管道缺陷檢測(cè)的主要方式，這種檢測(cè)方法效率低、成本高，而且極易受檢測(cè)人員主觀因素影響。

2、針對(duì)管道缺陷檢測(cè)的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于主動(dòng)式全景視覺(jué)的缺陷檢測(cè)系統(tǒng)。
　　本文主要的研究工作和成果包括:
　　1.針對(duì)管道內(nèi)部封閉狹長(zhǎng)的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)了一種主動(dòng)式全景視覺(jué)檢測(cè)裝置，全方位視覺(jué)傳感器一次成像就能獲取管壁360°全景紋理信息，實(shí)現(xiàn)全景圖像采集的同時(shí)，又避免了傳統(tǒng)相機(jī)多角度拍攝再進(jìn)行圖像拼接的難題。
　　2.為了消除全景成像引起的圖像畸變，采用展開(kāi)算法對(duì)全景圖像進(jìn)行柱狀展開(kāi)，并研究了相應(yīng)的圖像預(yù)處理

3、算法，實(shí)現(xiàn)管壁展開(kāi)圖像的降噪、亮度與對(duì)比度調(diào)整以及疑似缺陷的分割與提取。
　　3.本文對(duì)裂縫、腐蝕、樹(shù)根突入、支管暗接這四種最常見(jiàn)的缺陷進(jìn)行檢測(cè)，并研究了兩種缺陷識(shí)別算法。首先，本文采用了基于幾何特征值的識(shí)別算法，分別計(jì)算疑似缺陷區(qū)域的面積、周長(zhǎng)、圓形度、凸度、角度等幾何量，對(duì)缺陷的種類進(jìn)行判定。為了解決上述方法在人工特征提取上的難點(diǎn)，本文采用卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)管道缺陷進(jìn)行特征提取與識(shí)別，在識(shí)別精度和速度上均有所提升。最后，為了一次性