管道焊口間隙量與錯(cuò)邊量的激光視覺(jué)檢測(cè).pdf

1、供熱、供氣、原油輸送的長(zhǎng)輸管線野外鋪設(shè)時(shí)，需要管工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行管道組對(duì)、定位后，才能焊接。管道管口組對(duì)時(shí)，由于管口加工質(zhì)量、現(xiàn)場(chǎng)施工條件等限制，使組對(duì)形成的焊口，易出現(xiàn)錯(cuò)邊、間隙不均、間隙過(guò)大等問(wèn)題。首先，管口組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊與間隙影響后續(xù)焊接過(guò)程實(shí)現(xiàn)的難易程度。同時(shí)管口組對(duì)時(shí)錯(cuò)邊與間隙是焊后形成焊縫中出現(xiàn)未焊透、夾渣、條形缺陷的主要原因。其次，管口組對(duì)時(shí)人工借助工具尺以抽檢的方式檢測(cè)某些部位，缺少一個(gè)快捷的、準(zhǔn)確的檢測(cè)手段。為此，提出了一種計(jì)算

2、機(jī)自動(dòng)測(cè)量出間隙量、錯(cuò)邊量，以間隙、錯(cuò)邊情況的評(píng)價(jià)指標(biāo)為依據(jù)，實(shí)現(xiàn)管口組對(duì)質(zhì)量的在線評(píng)判方法。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴搭建了一套管道焊口輪廓自動(dòng)檢測(cè)的激光視覺(jué)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用線激光為主動(dòng)光源，通過(guò)行走小車在軌道上的移動(dòng)，完成激光條紋在焊口輪廓上的連續(xù)掃描。攝像機(jī)將采集到一系列條紋圖像，上傳到計(jì)算機(jī)，系統(tǒng)通過(guò)計(jì)算機(jī)的程序處理，可獲得焊口輪廓的視覺(jué)信息。⑵焊口輪廓與條紋視覺(jué)圖像的相關(guān)性分析。大量的焊口輪廓變化情況與條紋圖像特征比對(duì)分

3、析表明，焊口間隙、錯(cuò)邊的變化使條紋圖像發(fā)生畸變，畸變程度與間隙量、錯(cuò)邊量密切相關(guān)，激光條紋圖像特征跟隨了管道對(duì)口的變化情況，激光條紋圖像可以作為表征焊口輪廓幾何特征的信息源。⑶錯(cuò)邊量與間隙量檢測(cè)算法的建立。首先，通過(guò)減少定義域與裁剪算子獲得感興趣區(qū)域，采用emphasize算子與平均曲率流算子對(duì)條紋圖像進(jìn)行增強(qiáng)處理，利用auto_threshold算子實(shí)現(xiàn)了條紋圖像的分割。在此基礎(chǔ)上，采用開(kāi)運(yùn)算、閉運(yùn)算形態(tài)學(xué)方法對(duì)分割出的條紋圖像進(jìn)行去

4、除毛刺及填補(bǔ)凹角點(diǎn)的處理，采用hilditch并行與串行相結(jié)合的經(jīng)典算法對(duì)條紋圖像進(jìn)行骨骼化處理，獲得了單一像素寬度的條紋圖像。其次，為了獲得更為精確的條紋圖像坐標(biāo)，將單一像素的條紋骨骼框架轉(zhuǎn)換為亞像素輪廓，采用輪廓點(diǎn)亞像素坐標(biāo)作為條紋在成像坐標(biāo)系中的點(diǎn)坐標(biāo)。最后，利用拐點(diǎn)、斷點(diǎn)與間隙量、錯(cuò)邊量幾何關(guān)系，建立了焊口間隙量與錯(cuò)邊量的檢測(cè)算法。實(shí)際結(jié)果表明，錯(cuò)邊量、間隙量視覺(jué)檢測(cè)結(jié)果可以替代人工測(cè)量值。⑷管道管口組對(duì)質(zhì)量評(píng)判方法的建立。管口