大口径钢管端面几何参数视觉检测方法的研究

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大口径钢管在世界经济中有着广泛的应用,其端面直径、椭圆度、坡口角等参数与生产设计指标的符合情况直接影响了钢管最终质量的优劣。传统对大口径柱形钢管几何参数的测量方法已经不能满足现代生产要求,对大口径钢管端面几何参数的测量方法急需改进。目前国外已经研究出了大口径钢管在线检测系统,但其价格昂贵。因此,本文提出一种新型的双CCD成像法,采用两个高分辨率的CCD摄像机,配合两个LED背光光源,对大口径钢管端面进行摄像,将采集到的图像数据用USB传输存储到计算机,利用编制好的上位机软件对其进行分析处理,计算出大口径钢管端面几何参数,并将测量结果实时显示出来。  新方法首先采用已知尺寸的钢板和标准圆柱量块对系统分别进行相机中心距和像素当量的标定,求出已知尺寸钢板上下边缘轮廓的纵坐标和两个相机的像素当量值。然后对采集到的大口径钢管端面图像进行图像处理,获取钢管端面边缘纵坐标及倾斜角。最后利用钢板上下边缘轮廓纵坐标和像素当量值计算出所需的大口径钢管端面直径、椭圆度和坡口角。  在图像处理方面,根据大口径钢管端面图像的边缘轮廓特征信息,经过实验分析比较选择中值滤波、高级边缘检测及恰当的数学形态学处理。在计算大口径钢管端面几何参数前对钢管图像进行的这些操作,不仅消除了图像中的噪声点和其他有干扰的边缘信息,还提高了系统边缘定位的准确度和几何参数的测量效率。  在检测软件方面,采用Lab VIEW及其内置视觉软件IMAQ Vision编写了实现目标测量的软件。视觉软件IMAQ Vision强大的函数库,快速提高了上位机软件的编程效率。编制好的系统软件功能完善、界面友好、操作简便、运行稳定。  实验表明,本文所设计的大口径钢管端面几何参数视觉检测系统,不但能测量大口径钢管端面几何参数,而且系统结构简单、测量速度快、精度高,适合用于大口径钢管生产现场的参数检测。  
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