管道焊縫識別與定位系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著石油、天然氣及石油化工行業(yè)的高速發(fā)展,管道建設處于發(fā)展的高峰期,管道自動焊接技術得到了大力發(fā)展,而自動焊接技術在工業(yè)自動化中有很好的應用前景。其中焊縫位置和焊接參數是影響管道焊接質量的重要因素,通過獲取裂縫信息來控制焊接部件,對其進行自動引導焊接,可大大降低勞動強度并提高焊接質量。
　　在此應用背景下,本文主要研究汽車尾氣排放的焊接管道的焊縫識別與定位設計的實現(xiàn)方法,包括對管道焊裂縫圖像數據的采集、前期濾波預處理、中期裂縫信息

2、裁減拼接以及后期提取關鍵相對坐標信息。該系統(tǒng)主要以FPGA為核心,利用Verilog編寫的高速接口控制器來控制 CMOS圖像傳感器,獲取管道焊接處的焊縫信息;依據攝像頭的視場角與鋼管道鏡頭距離之間的幾何關系,對每張采集到的圖像進行裁剪拼接,組成一張完整焊縫信息圖;并利用迭代算法將圖像信息二值化,同時對圖像中的最大連通域進行標記與提取;獲取焊縫有效區(qū)域后,采用邊緣Canny算子提取焊縫輪廓信息;針對輪廓坐標提取其中心線為焊縫軌跡信息,利用

3、Hough算子優(yōu)化焊縫坐標信息;采用高精度超聲波測距模塊檢測鋼管焊縫左右兩節(jié)管道與攝像頭的相對位置,結合它與攝像頭的視場角之間的關系最終來實現(xiàn)焊縫信息的準確定位。
　　本文充分利用了FPGA高速處理的性能,直接將采集的圖像數據存儲到外置SRAM,在不占用處理器的資源的同時提高了數據采集的速度,實現(xiàn)了對焊縫有效區(qū)域信息的裁剪、拼接,組成一幅平面鋼管側面圖,用于數據處理,通過像素密度參數將圖像中的尺寸與實際尺寸聯(lián)系起來,提高了焊縫識別