基于激光測距的大口徑鋼管焊速檢測系統(tǒng)設(shè)計.pdf

1、激光作為主動測量的媒介，在工業(yè)檢測和實際生活中有著廣泛的應(yīng)用。近年來，圖像傳感器被引入激光測量系統(tǒng)，利用圖像處理技術(shù)分析被測物體的激光圖像，獲取更為精確的距離信息，使測量系統(tǒng)的應(yīng)用范圍得到了擴(kuò)展。本文針對大口徑厚壁鋼管焊接速率的實時檢測問題，開展了基于激光圖像的焊料表面位移變化實時檢測系統(tǒng)設(shè)計。
　　通過分析激光的傳播特性和圖像處理的相關(guān)技術(shù)，提出了基于激光圖像的位移測量方法。采用呈一定夾角的兩束激光照射被測物體，利用圖像傳感器采

2、集被測物體表面反射的激光光斑圖像，通過上位機對圖像的分析處理獲得兩個激光光斑的間距，擬合出光斑間距與被測距離之間的數(shù)學(xué)關(guān)系。為實現(xiàn)上述測量方法，選擇532nm的綠色激光器和CCD圖像傳感器，設(shè)計了基于MC9S12XS128單片機為控制核心的硬件電路，采用視頻解碼芯片TVP5150進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，利用AL422B作為FIFO進(jìn)行數(shù)據(jù)緩沖。應(yīng)用MATLAB平臺設(shè)計圖像處理算法，將下位機上傳的圖像經(jīng)二值化及中值濾波等預(yù)處理，利用圓擬合算法計算

3、出圖像光斑中心間距值，由此擬合出該間距與位移間的關(guān)系表達(dá)式。實際測量中，將實時測得的光斑間距代入擬合關(guān)系式求出位移量，前后位移的變化量除以所用時間就得到了焊接速率。本文設(shè)計了光斑間距、位移量及焊接速率的上位機實時顯示界面，可根據(jù)實際加工條件設(shè)置不同焊接環(huán)境。在PC機上預(yù)留了焊速反饋信息的串口，可以根據(jù)焊速的變化對電機轉(zhuǎn)速實時校正。
　　通過對不同檢測環(huán)境和位移量的實際測量，證明本文設(shè)計的系統(tǒng)可實時檢測200cm～500cm范圍內(nèi)的