基于机器视觉的螺纹钢丝头参数检测系统研究

发布时间：2021-06-17 23:42

　　螺纹钢是建筑构件中不可或缺的结构性材料,为了达到建筑结构的质量标准,要求在生产时检测螺纹钢丝头的参数是否满足生产规格,以确保螺纹钢与套筒有较高的配合精度。近年来,机器视觉技术已开始在螺纹测量领域得到应用,但在对螺纹钢丝头参数进行检测时,存在中径测量不够准确、缺少丝头端面角度检测及丝头螺纹遮挡失真等不足。因此,研究应用于建筑螺纹钢丝头的参数检测系统具有重要的现实意义。本文分析了建筑螺纹钢丝头现场检测的需求,设计了基于机器视觉的螺纹钢丝头参数检测系统,通过对螺纹钢丝头图像牙型角点的提取,拟合计算出螺纹钢丝头各个参数,主要工作如下:首先,根据测量需求完成硬件平台设备的选型;考虑到加工过程噪声大、螺纹钢表面存在冷却液等因素,采用中值滤波实现图像降噪,选取Otsu进行图像分割,利用Canny算子得到图像边缘;为了降低伪角点对后续拟合产生的影响,利用方差曲率角与灰度面积比例法来对伪角点进行去除,并在此基础上研究了基于Sigmoid边缘亚像素细分算法,实现边缘角点细分;在角点亚像素细分的基础上,根据螺纹钢参数定义设计了大小径、螺距以及牙型角的拟合方法;此外,针对中径拟合测量方法存在误差的问题,设计相... 

【文章来源】：西安科技大学陕西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

螺纹量规[6]

传统螺

西安科技大学全日制工程硕士学位论文8通过相机采集到的螺纹钢丝头图像产生了阴影区域。所以如果直接通过牙型边界对中径等参数进行拟合计算，此时参数测量会产生误差。基于以上因素，本系统采用机器视觉方案实现参数测量。2.2机器视觉测量系统方案本系统主要方案为通过光源给螺纹钢丝头打背光，CMOS相机拍摄螺纹钢丝头图像转变为电信号，通过GigEVision网线传输到计算机，然后计算机通过图像处理的方法来进行预处理、提取轮廓点进行拟合，计算螺纹钢丝头的多个参数，硬件系统设计方案如图2.1所示。放置GigE网线外部触发图2.1硬件系统设计方案图方案工作流程如下：（1）首先对相机进行标定，确定相机的内外参数、畸变系数；（2）设计合理的检测平台，其中包括固定被测物体的夹具或固定装置，选择合适的光源以及照明方式来进行照明，确保拍摄图像的质量；（3）对相机进行调焦，确保螺纹钢丝头在CMOS相机上呈现出来的清晰、大小合适的像，进一步确保成像质量，拍照主要通过红外对管输出的数字量对相机进行外部触发。然后通过GigE网线传输到PC；（4）通过预处理、提取边缘轮廓等方法对图像进行处理后，设计拟合算法来对螺纹钢丝头相关参数进行测量，然后对部分参数进行补偿，并显示测量结果。2.3螺纹钢丝头检测系统硬件选型本文通过机器视觉的方法来对螺纹钢丝头参数进行测量，硬件部分主要器件为相机、镜头等。合理的选择相机与镜头是本测量实验重中之重，在对相机进行选型时，一方面考虑相机的检测精度、检测速度，另一方面也要考虑相机的经济性；镜头选择要从焦距、视场大小等众多方面进行考虑。


本文编号：3236140