基于机器视觉的厚壁钢管端面缺陷检测的研究

发布时间：2021-08-01 14:19

　　厚壁钢管主要用作液体气体输送管以及一些建筑结构用管,其端面质量的好坏将直接影响装配精度,从而影响到钢管的使用性能。目前,国内外钢管生产企业大多数为通过人工目视来完成对钢管的缺陷检测,但人工目视检测往往会受到较大的人为因素的影响,且还会出现检测效率低、速度慢、误检、漏检以及成本高等问题。机器视觉技术凭借其速度快、精度高、稳定性强等优点,在未来代替人工进行表面缺陷检测已成为必不可挡的趋势。本文针对厚壁钢管端面的特点,利用机器视觉技术设计出一种适用于厚壁钢管端面的缺陷检测与识别分类的方法,搭建了一套钢管端面缺陷检测装置进行实验验证。本论文的主要工作内容如下:1.根据厚壁钢管端面的特点以及检测的需求,选择合适的照明方案、图像采集相关设备。2.分析端面图像的特点,制定相应的图像分割算法,最终采用二级分割的处理方式。先利用固定阈值完成对倒角区域的分割并利用最小二乘法完成对钢管倒角区域的圆轮廓拟合,根据欧式距离来判断倒角偏心的情况。而后采用OSTU算法和Canny算法相结合的方法提取端平面中缺陷的轮廓。3.针对擦伤缺陷不连续的情况,提出一种新的用于离散缺陷合并的算法,该算法的主要思想为判断相邻离散缺... 

【文章来源】：广东工业大学广东省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

缺陷检测系统流程图

广东工业大学硕士学位论文2.1 端面缺陷图像采集系统厚壁钢管端面图像的采集系统主要由相机、镜头、光源、计算机组成，图像采集示意图如图 2-2 所示。它是整个检测系统运行的第一步，其采集图像质量的好坏将直接影响到后续处理过程的选择和结果，因此，它是整个系统的基础环节，也是重要的一个环节。

由表 2-1 结合本课题研究的厚壁钢管分析，本文需要检测的区域包括倒角区端平面区域。因为若将环形光源放置在钢管端面正上方，即如图 2-2 中所示的，可以使光线很好的均匀分布在钢管的端面上，且光源完全覆盖在钢管的端面可以有效的抑制四周环境自然光线对试验带来的干扰[18]。经实验验证，选择环源确实可以达到预期的效果，且因环形光源中的 LED 灯管是呈现一定角度的在环形壁四周，在调整光源与工件的距离后，可以使得光线打在端平面区域时分因为光线角度低而没有反射到相机中，而钢管端面的倒角区域和端平面中的缺陷区域因为同样存在一定的角度刚好使得更多的光线反射到相机中，最终呈效果为倒角区域和缺陷区域的灰度值比较高，而端平面区域的灰度值较低，即了分离目标和背景的目的。综上所述，本文选择 15 度蓝色 LED 环形光源，光端平面的布置距离大约为 20mm,最终采集到的原始图像如图 2-3 所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器视觉算法的轴承套端面缺陷检测研究[J]. 骆腾斌,陈硕,赵紫阳,连青惠.  机电工程. 2018(02)
[2]水面无人艇运动目标检测技术研究[J]. 董慧颖,徐鹏.  沈阳理工大学学报. 2016(05)
[3]最小二乘法和迭代法圆曲线拟合[J]. 陈明晶,方源敏,陈杰.  测绘科学. 2016(01)
[4]基于三点圆弧拟合法的椭圆曲线R参数编程研究[J]. 彭美武.  制造业自动化. 2014(04)
[5]基于支持向量机和机器视觉的磁瓦缺陷检测的研究[J]. 虞佳佳,张耀,吕俊.  制造技术与机床. 2014(02)
[6]一种基于阈值的图像分割算法研究[J]. 王旭晨,孙爱程.  无线电工程. 2012(09)
[7]机器视觉系统中镜头的选择[J]. 张五一,张继超,侯远韶,杨扬.  中原工学院学报. 2011(06)
[8]基于区域的图像分割[J]. 张建光,李永霞.  科技资讯. 2011(26)
[9]采用薄圆筒模体和Hough变换自动确定工业CT中心的方法[J]. 王贤刚,张朝宗,郭志平.  CT理论与应用研究. 2010(04)
[10]Hu不变矩的构造与推广[J]. 张伟,何金国.  计算机应用. 2010(09)

博士论文
[1]基于机器视觉技术的南美白对虾分类算法研究与在线实现[D]. 刘子豪.浙江大学 2017

硕士论文
[1]基于FPGA的实时彩色图像边缘检测系统设计[D]. 王海彦.哈尔滨工程大学 2017
[2]基于机器视觉的瓷环表面缺陷检测系统研究[D]. 路璐.上海交通大学 2014
[3]图像去噪方法的研究[D]. 刘祝华.江西师范大学 2005



本文编号：3315685