基于視覺的螺旋焊管管徑測(cè)量研究.pdf

1、螺旋焊管具有生產(chǎn)成本低、強(qiáng)度較大、安全性較高等優(yōu)點(diǎn)，是目前我國(guó)石油、天然氣輸送管線的最主要用管。為了保證螺旋焊管成型的幾何質(zhì)量，各種鋼管生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)都對(duì)鋼管的外徑允許偏差、橢圓度等幾何參數(shù)作了規(guī)定，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)鋼管的幾何參數(shù)對(duì)于保證鋼管質(zhì)量具有重要的意義。利用視覺檢測(cè)的方式對(duì)螺旋焊管的幾何參數(shù)進(jìn)行測(cè)量，精度高、可靠性高、效率高，容易實(shí)現(xiàn)對(duì)螺旋焊管尺寸的實(shí)時(shí)監(jiān)控，提高螺旋焊管的產(chǎn)品合格率。
　　本文搭建了以兩臺(tái)CMOS工業(yè)相機(jī)和一臺(tái)線激光發(fā)

2、生器為核心的視覺檢測(cè)系統(tǒng)，相機(jī)1垂直于線激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光平面，用于采集表征螺旋焊管管徑的激光弧線圖像，采用標(biāo)定靶標(biāo)與激光平面重合的方式進(jìn)行了相機(jī)的標(biāo)定;相機(jī)2從上至下垂直拍攝，實(shí)時(shí)采集螺旋焊管邊緣線與激光線圖像。
　　通過對(duì)采集到的圖像進(jìn)行灰度分析，設(shè)計(jì)了合理的圖像處理算法，包括圖像灰度分析、圖像濾波以及圖像邊緣提取等，獲得了螺旋焊管與激光平面之間的夾角。根據(jù)標(biāo)定結(jié)果計(jì)算了激光弧線的實(shí)際尺寸，再根據(jù)兩者之間的角度投影到與螺旋焊

3、管中心軸垂直的平面上，通過最小二乘圓擬合得到了該位置的管徑數(shù)據(jù)。
　　隨著螺旋焊管的旋轉(zhuǎn)，不斷地測(cè)量鋼管不同位置的管徑數(shù)據(jù)，然后去除焊縫及附近變形區(qū)域?qū)軓降挠绊?，?duì)其余的管徑數(shù)據(jù)平均處理，作為實(shí)際管徑。通過這種方法對(duì)螺旋焊管管徑實(shí)現(xiàn)了精確測(cè)量，同時(shí)，根據(jù)不同位置的管徑數(shù)據(jù)獲得了鋼管的橢圓度以及焊縫處的變形量。
　　根據(jù)測(cè)量原理，基于軟件MATLAB，本文建立了數(shù)學(xué)模型，對(duì)測(cè)量過程中可能存在的誤差來源進(jìn)行了分析，其中包括鏡頭