基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人管道檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)研究.pdf

1、本課題搭建了一套基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人管道缺陷檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)了管徑131mm管道的缺陷內(nèi)檢測(cè)。系統(tǒng)主要由管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人部分及管道內(nèi)壁CCD圖像采集部分組成。管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人機(jī)構(gòu)部分是本實(shí)驗(yàn)室已有的成果，在此基礎(chǔ)上，本課題選用機(jī)器人直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)的專(zhuān)用控制器，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)。采用CCD相機(jī)、光學(xué)成像系統(tǒng)(鏡頭)、光源、圖像采集卡以及上位機(jī)等部件組建了管道內(nèi)壁CCD圖像采集系統(tǒng)。 本系統(tǒng)采集到的管道內(nèi)壁CCD圖像

2、具有管道內(nèi)壁不同景深處成像分辨率不一致的特征。這種特征給后續(xù)采用數(shù)字圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)管道缺陷的定位帶來(lái)困難。本文針對(duì)這一點(diǎn)提出了一種專(zhuān)用的圖像預(yù)處理算法——管道內(nèi)壁圖像展開(kāi)算法，有效的解決了圖像分辨率不一致的問(wèn)題。 本課題集成了專(zhuān)用的系統(tǒng)軟件，按照功能劃分為管內(nèi)移動(dòng)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制軟件、管道內(nèi)壁CCD圖像采集控制軟件及圖像處理功能軟件。系統(tǒng)軟件在VC++6.0開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)，其中機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制軟件以控制器提供的底層驅(qū)動(dòng)軟件庫(kù)為

3、基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，圖像采集控制軟件以圖像采集卡提供的底層驅(qū)動(dòng)軟件類(lèi)庫(kù)為基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)建立DIB圖像處理專(zhuān)用類(lèi)庫(kù)——CDib類(lèi)來(lái)實(shí)現(xiàn)圖像處理軟件的各功能。 本課題在一根長(zhǎng)約4.25m，內(nèi)徑13lmm的鋼管上加工了一個(gè)人工小孔缺陷，孔徑約4.5mm。應(yīng)用本管道檢測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)對(duì)該小孔缺陷進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，對(duì)采集到的小孔缺陷圖像在系統(tǒng)軟件中進(jìn)行了處理，驗(yàn)證了本系統(tǒng)的可行性。 通過(guò)本課題的研究可以預(yù)測(cè)，基于CCD的管內(nèi)作業(yè)機(jī)器人管道缺陷檢測(cè)系統(tǒng)將