材料腐蚀特征原值监测研究与应用

发布时间：2017-10-12 17:12

  本文关键词：材料腐蚀特征原值监测研究与应用

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【摘要】：随着工业的发展,材料在产品设计和人类生活中扮演着越来越重要的角色。材料在自然环境中,其表面会发生锈蚀、裂纹等各种腐蚀现象,形成材料腐蚀特征,该腐蚀特征是材料腐蚀等级评价的重要信息,材料的腐蚀特征等级是判断材料对环境适应性的一个判别依据。目前,对材料腐蚀特征的检测主要以人的肉眼观察、判别为主,因为受到人的主观因素及能力的影响,造成检测信息产生偏差,最终结果不一致的问题,为材料腐蚀数据信息的分析及评价处理带来误差,从而影响材料腐蚀数据有效的应用。因此,如何有效的实时检测、处理在材料腐蚀特征评级中具有重要的作用。在材料样品所进行的自然环境试验中,将材料直接暴露在自然环境下,不断检测材料局部或者整体外观腐蚀特征变化情况,这是一种图像特征信息变化现象,所以,建立以机器视觉方式下的硬件设备进行材料外观腐蚀特征实时监测,实时获取材料腐蚀特征图像信息,是发现检测对象缺陷变化不可缺少的手段,同时,对监测的材料腐蚀特征图像信息,需要进行图像特征处理,确定腐蚀特征变化情况,具体所进行的工作为:(1)针对原值监测对材料样品应具备准确定位监测及信息可控的要求,在检测设备云台系统中,建立材料腐蚀特征原值实时监测硬件设备姿态反馈平台,通过改进偏转角度检测装置,采集云台偏转角度脉冲信息并反馈到解码器中,对脉冲信号通过建立偏转角度计算公式处理云台偏转角度信息,并反馈给上位机,从而在上位机操作台、解码器、云台三者间形成反馈式可定位云台控制系统,实现操作台对云台的精确控制,从而提高云台的易操作性和智能化水平。(2)为了客观地描述材料腐蚀特性,准确地描述材料腐蚀基础信息资源中的原始数据信息内容,采用经典的自动阈值分割法和改进的水平集分割法,定位视频图像腐蚀目标特征,分割和抽取目标图像内容的主要特征。同时,对抽取的腐蚀图像目标特征进行计算,给出腐蚀图像特征目标的大小、面积变化情况。本文利用计算机技术、机器视觉技术、控制技术、图像处理技术,研究基于材料外观形貌原始腐蚀信息的监测、处理方法。一方面实现材料外观腐蚀特征实时信息监测的功能,另一方面解决了材料外观腐蚀特征的提取、处理,达到材料外观腐蚀特征原值检测的目的,使得对材料腐蚀特征监测更直观、准确、可靠。
【关键词】：材料腐蚀特征 原值监测 反馈控制 图像分割 信息获取
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG179
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 研究目的和意义10-11
• 1.2 材料腐蚀监测技术研究现状及应用11-13
• 1.3 机器视觉技术简介及国内外的研究现状13-15
• 1.3.1 机器视觉技术概述13
• 1.3.2 机器视觉国外的研究现状13-14
• 1.3.3 机器视觉国内的研究现状14-15
• 1.4 内容安排和技术路线15-17
• 1.4.1 内容安排15
• 1.4.2 技术路线15-17
• 2 信息获取及处理技术17-31
• 2.1 信息获取技术17-21
• 2.1.1 信息获取硬件系统17
• 2.1.2 镜头及摄像机17-18
• 2.1.3 视频压缩编解码卡18-19
• 2.1.4 光源照明技术19-21
• 2.2 图像特征处理技术21-29
• 2.2.1 灰度变换22-23
• 2.2.2 直方图均衡化23-24
• 2.2.3 空域滤波处理24-25
• 2.2.4 频域滤波处理25-27
• 2.2.5 基于边缘的图像分割方法27-28
• 2.2.6 基于能量泛函的分割方法28-29
• 2.3 本章小结29-31
• 3 材料腐蚀特征原值监测硬件系统设计31-41
• 3.1 材料腐蚀特征原值监测硬件系统的组成31
• 3.2 原值监测反馈控制系统关键技术31-37
• 3.2.1 云台控制系统的作用31-32
• 3.2.2 反馈控制系统功能设计整体结构32-34
• 3.2.3 接口电路通信方式构建34-35
• 3.2.4 比较型光电传感模块设计35-36
• 3.2.5 云台驱动模块设计36-37
• 3.2.6 云台控制功能设计37
• 3.3 云台偏转角度及控制信息处理37-40
• 3.3.1 云台偏转角控制处理算法37-38
• 3.3.2 云台控制协议信息的设计38-40
• 3.4 本章小结40-41
• 4 原值监测中的材料腐蚀特征信息处理41-55
• 4.1 材料腐蚀特征原值处理的作用及方法41-42
• 4.1.1 材料腐蚀特征原值处理的作用41
• 4.1.2 材料腐蚀特征的处理方式41-42
• 4.2 材料腐蚀特征分割处理42-53
• 4.2.1 涂层划痕和锈蚀点图像阈值分割42-44
• 4.2.2 基于水平集曲线演化分割44-45
• 4.2.3 水平集的理论基础45
• 4.2.4 GAC模型45-47
• 4.2.5 改进的GAC模型47-50
• 4.2.6 实验结果及分析50-53
• 4.3 本章小结53-55
• 5 特征参数计算及实验处理55-61
• 5.1 特征目标测量处理方法55-56
• 5.1.1 腐蚀特征计数55
• 5.1.2 目标面积和面积变化比例计算法55-56
• 5.1.3 腐蚀特征目标大小测算法56
• 5.2 材料腐蚀图像特征实际尺寸计算方法56-57
• 5.3 实验结果57-60
• 5.3.1 实验处理57-60
• 5.3.2 实验结果和分析60
• 5.4 本章小结60-61
• 6 总结61-62
• 6.1 全文总结61
• 6.2 论文的创新点61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 个人简历、在学期间发表的学术论文及取得的研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 纪钢,成卫,张伦武;数据库技术在兵器自然环境试验中的应用[J];四川兵工学报;2003年05期

2 汪国有,邹玉兰,凌勇;基于显著性的OTSU局部递归分割算法[J];华中科技大学学报(自然科学版);2002年09期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 安百刚;酸雨/雨水环境中典型金属材料的腐蚀行为研究[D];天津大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 濮运辰;基于多目标优化的遥感图像变化检测算法研究[D];上海交通大学;2013年

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本文编号：1019911