管道焊口間隙量與錯邊量的激光視覺檢測.pdf

1、供熱、供氣、原油輸送的長輸管線野外鋪設時，需要管工現場進行管道組對、定位后，才能焊接。管道管口組對時，由于管口加工質量、現場施工條件等限制，使組對形成的焊口，易出現錯邊、間隙不均、間隙過大等問題。首先，管口組對時錯邊與間隙影響后續(xù)焊接過程實現的難易程度。同時管口組對時錯邊與間隙是焊后形成焊縫中出現未焊透、夾渣、條形缺陷的主要原因。其次，管口組對時人工借助工具尺以抽檢的方式檢測某些部位，缺少一個快捷的、準確的檢測手段。為此，提出了一種計算

2、機自動測量出間隙量、錯邊量，以間隙、錯邊情況的評價指標為依據，實現管口組對質量的在線評判方法。
　　本研究主要內容包括：⑴搭建了一套管道焊口輪廓自動檢測的激光視覺系統(tǒng)。系統(tǒng)采用線激光為主動光源，通過行走小車在軌道上的移動，完成激光條紋在焊口輪廓上的連續(xù)掃描。攝像機將采集到一系列條紋圖像，上傳到計算機，系統(tǒng)通過計算機的程序處理，可獲得焊口輪廓的視覺信息。⑵焊口輪廓與條紋視覺圖像的相關性分析。大量的焊口輪廓變化情況與條紋圖像特征比對分

3、析表明，焊口間隙、錯邊的變化使條紋圖像發(fā)生畸變，畸變程度與間隙量、錯邊量密切相關，激光條紋圖像特征跟隨了管道對口的變化情況，激光條紋圖像可以作為表征焊口輪廓幾何特征的信息源。⑶錯邊量與間隙量檢測算法的建立。首先，通過減少定義域與裁剪算子獲得感興趣區(qū)域，采用emphasize算子與平均曲率流算子對條紋圖像進行增強處理，利用auto_threshold算子實現了條紋圖像的分割。在此基礎上，采用開運算、閉運算形態(tài)學方法對分割出的條紋圖像進行去

4、除毛刺及填補凹角點的處理，采用hilditch并行與串行相結合的經典算法對條紋圖像進行骨骼化處理，獲得了單一像素寬度的條紋圖像。其次，為了獲得更為精確的條紋圖像坐標，將單一像素的條紋骨骼框架轉換為亞像素輪廓，采用輪廓點亞像素坐標作為條紋在成像坐標系中的點坐標。最后，利用拐點、斷點與間隙量、錯邊量幾何關系，建立了焊口間隙量與錯邊量的檢測算法。實際結果表明，錯邊量、間隙量視覺檢測結果可以替代人工測量值。⑷管道管口組對質量評判方法的建立。管口